Electrospinning de polímeros en solución. Parte II: Aplicaciones y perspectivas

Electrospinning of Polymers in Solution. Part II: Applications and Perspectives

En nuestra revisión anterior[1], se analizó el proceso de electrospinning a partir de aspectos teóricos y experimentales para la preparación de diferentes nanofibras poliméricas. En esta segunda revisión, nos centramos en los aspectos relacionados con la aplicación de los materiales electrospun en diversos campos como la medicina, la agricultura, los sensores y el procesamiento de otros materiales. Discutimos las técnicas de caracterización más utilizadas para estos materiales y su potencial. Esta revisión complementa la anterior y utiliza la misma terminología.

INTRODUCCIÓN

El proceso de electrospinning ofrece un amplio espectro de aplicaciones para diferentes materiales, desde aplicaciones convencionales del polímero en cuestión hasta usos menos comunes como el procesamiento de precursores de otros materiales. Una aplicación destacada del electrospinning es la fabricación de nanofibras cerámicas mediante tratamiento térmico de compuestos electrospun. En este proceso, la solución precursora incluye un polímero, el material cerámico y un disolvente necesario[2-5].

Por ejemplo, Li y Xia[3] produjeron nanofibras de TiO2 anatasa utilizando una solución precursora que contenía poli(vinilpirrolidona) (PVP), tetraisopropóxido de titanio y etanol. Después de calcinar las mantas a 500 °C, obtuvieron nanofibras de TiO2 anatasa con diámetros entre 20 y 200 nm. Por otro lado, Azad[5] fabricó nanofibras transparentes de alúmina (Al2O3) utilizando una solución precursora de 2,4-pentanedionato de aluminio en acetona mezclada con un disolvente de PVP solubilizado en etanol. Estas nanofibras fueron tratadas térmicamente a temperaturas de 1000, 1300 y 1500 °C, preservando así la morfología del compuesto electrospun y obteniendo nanofibras cristalinas de alúmina de alta pureza.

Además de las cerámicas, las nanofibras metálicas y los nanocables poseen propiedades únicas que los hacen ideales para aplicaciones en nanoelectrónica, nanofiltración y nanosensores[6-8]. Esta versatilidad ha llevado a estudios sobre fibras metálicas obtenidas por electrospinning, como el caso reportado por Bognitzki et al.[9], quienes produjeron nanofibras de cobre a partir de una solución que contenía butiral de vinilo, PVB, y nitrato de cobre, Cu(NO3)2. Tras el tratamiento térmico, observaron una degradación del PVB y obtuvieron fibras con un diámetro medio de 550 nm.

En resumen, el electrospinning no solo facilita la producción de nanofibras de polímeros, sino que también abre la puerta a una amplia gama de aplicaciones en materiales cerámicos y metálicos, contribuyendo significativamente al avance en diversas áreas tecnológicas y científicas.