Novaspider, una innovadora tecnología recientemente protegida mediante solicitud de patente
Un equipo multidisciplinar del centro de investigación en nanociencia CIC nanoGUNE ha desarrollado una innovadora tecnología recientemente protegida mediante solicitud de patente. Se trata de NovaSpider, un equipo de impresión 3D que, además de trabajar la conocida tecnología de impresión aditiva FDM/FFF, es capaz de crear materiales compuestos por capas de membranas no tejidas de nanofibras orientadas aleatoriamente y de microfibras con orientación controlada con precisión.
Los campos de aplicación de las estructuras generadas por NovaSpider son variados y prometedores. El equipo permite diseñar materiales compuestos robustos, ligeros, porosos y con alta superficie específica a partir de nanofibras poliméricas cuya naturaleza, diámetro, aspecto y morfología puede modularse de forma sencilla y eficiente. Este tipo de estructuras despiertan gran interés en campos como la medicina regenerativa, donde se utilizan como andamiaje para la regeneración de tejidos, el sector biomédico, donde son funcionalizados y empleados en liberación controlada de fármacos y protección de heridas, y el sector de la energía, donde se estudia su papel como catalizador en superbaterías.
A su vez, cabe destacar su aplicación en el sector textil, y de empaquetado, dónde se busca mejorar la conservación de alimentos y la sustitución de materiales plásticos por materiales biodegradables. El banco de muestras probadas hasta ahora es amplio; azúcares, proteínas, colágeno, gelatina, celulosa, etc. demostrando la alta versatilidad de la tecnología. Estos materiales, depositados sobre el cartón de empaquetado, ofrecen las propiedades barrera que el cartón necesita para su contacto con los alimentos. De esta forma, se pretende suplir la función que hasta ahora ofrecía el film plástico y sustituirlo por un recubrimiento completamente biodegradable.
El proyecto es fruto del trabajo realizado durante los últimos años por el Dr. Wiwat Nuansing, experto en electrospinning, y el ingeniero Javier Latasa, especializado en mecatrónica en el Grupo de Auto-Ensamblado liderado por Alexander Bittner, Investigador Ikerbasque en nanoGUNE. El apoyo de expertos de la industria de la impresión 3D ha posibilitado que el equipo cumpla con los más altos estándares e incluya los últimos avances tecnológicos del sector.
El equipo NovaSpider integra la tecnología de impresión aditiva FDM/FFF con las técnicas para fabricación de nanofibras electrospinning de disolución y melt electrospinning:
- La tecnología FFF (o FDM: deposición de material fundido) es un proceso de fabricación 3D de piezas con termoplásticos muy conocido en la actualidad. Este método funciona por deposición progresiva de material fundido, capa por capa, que se solidifica cuando se enfría creando el objeto deseado.
- El Electrospinning es una técnica que consiste en someter a una solución, generalmente polimérica, a una fuerza electrostática generada por el campo eléctrico inducido al aplicar alto voltaje entre la solución y un colector enfrentado. Esto provoca que una fibra continua salga de la disolución en forma chorro agitado contra el colector, donde se obtiene una membrana no tejida de nanofibras desordenadas.
- Por último, la técnica Melt-electrospinning es una variante de la anterior. En lugar de utilizar disolventes, el material termoplástico es calentado hasta llevarse a estado líquido. Igual que en el caso anterior, una fuerza electrostática hace que una fibra continua sea extraída del material líquido. En este caso, la fibra es de diámetro superior a la micra y se puede conseguir que sigua una trayectoria rectilínea, lo que nos permite controlar con precisión su deposición y, por ello, reproducir estructuras de microfibras siguiendo patrones deseados.