Optically Transparent Membrane Based on Bacterial Cellulose/Polycaprolactone

Membrana ópticamente transparente basada en celulosa bacteriana/poliocaprolactona

Se han preparado membranas ópticamente transparentes de celulosa bacteriana (BC)/polipolicaprolactona (PCL) mediante la impregnación de una solución de acetona de PCL en membranas BC secas. Las mediciones de UV-Vis mostraron un aumento de la transparencia en la membrana de BC/PCL en comparación con la BC prístina. La buena transparencia de la BC/PCL puede estar relacionada con la presencia de nanofibras de BC asociadas con el depósito de nanoesferulitas de PCL que son más pequeñas que la longitud de onda de la luz visible y prácticamente libres de dispersión de la luz. Los resultados de DRX muestran que la estructura de celulosa tipo I se conserva en el interior de la membrana BC/PCL, mientras que las propiedades mecánicas sugeridas indican que el PCL actúa como plastificante de la membrana BC. La novedosa membrana BC/PCL podría utilizarse para la preparación de pantallas flexibles totalmente biocompatibles y envases alimentarios biodegradables.

INTRODUCCIÓN

El objetivo de este trabajo era preparar y caracterizar una nueva membrana ópticamente transparente utilizando celulosa bacteriana desecada (BC) y policaprolactona (PCL). Los materiales basados en celulosa bacteriana han despertado un gran interés en los últimos años, sobre todo por sus posibles aplicaciones en dispositivos optoelectrónicos debido a sus propiedades únicas, como su alta cristalinidad, resistencia mecánica, biocompatibilidad y transparencia óptica.

Las membranas de celulosa bacteriana suelen ser producidas por la bacteria Gluconacetobacter xylinus en un medio de cultivo rico en carbohidratos. Estas membranas consisten en una red tridimensional de nanofibras de celulosa de alta cristalinidad (entre el 60% y el 90%). Presentan notables propiedades mecánicas similares a las de los metales, lo que las hace adecuadas para compuestos de alto rendimiento en optoelectrónica [1, 7].

Las nanofibras de BC son conocidas por su mínima dispersión de la luz y su pequeño coeficiente de expansión térmica, características cruciales para los rellenos de los dispositivos optoelectrónicos [1, 2]. Recientes investigaciones se han centrado en mejorar la transparencia óptica del BC incorporándolo a diversos polímeros biodegradables como el poli (ácido L-láctico) (PLLA), el quitosano y el poli (3-hidroxibutirato) (PHB) [8-10]. En concreto, la combinación de BC con PCL ofrece ventajas debido a la naturaleza hidrófoba de la PCL, su estructura semicristalina y su buena solubilidad en disolventes orgánicos. La PCL también presenta compatibilidad de mezcla con otros polímeros, lo que la hace adecuada para aplicaciones biomédicas [12].