Te hablamos en esta ocasión de la Nanocelulosa, otro compuesto que puede darnos sorpresas interesantes para la industria química. La nanocelulosa se trata específicamente de materia vegetal, la cual pasa por un proceso de descomposición en fragmentos microscópicos, después por una purificación y una reconstrucción.

Su composición es de nanofibras de celulosa; es decir, una cadena formada por moléculas de celulosa que tienen una forma tubular que se extraen de cualquier fibra con celulosa. Se presenta en dos formas: aleatoria o cristalina.

La nanocelulosa es un material que tiene un gran potencial, ya que tiene múltiples usos hoy en día gracias a sus características químicas y físicas. Incluso puede usarse para elaborar biocombustible porque es ligero y fuerte. Además tiene la capacidad de crear un gel que es muy absorbente y tiene la capacidad de soportar diez mil veces su peso.

¿Cómo se obtiene la Nanocelulosa?

La Nanocelulosa puede obtenerse por medio de un proceso en el que se somete a presiones altas o de homogeneización, por lo que es amorfa.

También puede obtenerse a través de una hidrólisis ácida. En ese caso, la nanocelulosa recibe el nombre de Nanocelulosa Cristalina o NCC, la cual es más rígida que la que se somete a homogenización.

Otra forma de obtenerla es por medio del proceso de reticulación; es decir, involucra la creación de una red tridimensional que está formada por la unión de cadenas poliméricas diferentes y homogéneas.

Proceso de obtención de la Nanocelulosa

Por lo general, para obtener la nanocelulosa deben darse tres pasos:

Extracción de la celulosa

Se refiere al proceso a través del cual se separa la celulosa de los otros componentes, ya sea de una planta o de la madera. Para esto se usa un reactor tipo Batch, donde se monta, se aplica el purgado de presión y el desmontaje de la celulosa.

Blanqueamiento de celulosa

Se refiere a la eliminación del color residual propio de la celulosa, que proviene de la lignina.

Antes de esto debe llevarse a cabo un tratamiento del material en un equipo soxhlet, en el que se aplica una mezcla de tolueno y etanol en una relación 2:1 por un período de seis horas. Su finalidad es remover colorantes, ceras e impurezas.

Después debe prepararse la solución de NaClO al 1 %, que se agita continuamente a una temperatura de 70 °C por un período de una hora. A continuación debe lavarse y filtrarse con agua destilada para alcanzar un pH neutro.

Finalmente se realiza el secado a una temperatura de 80° C y se hace un tratamiento  para remover hemicelulosas utilizando una solución diluida de HCl  al 0.5 %.

Hidrólisis ácida

Consiste en el proceso a través del cual se rompen los fragmentos amorfos de las células de la celulosa, mientras que las cristalinas quedan intactas. Para esto se coloca la celulosa blanqueada en una solución de H2SO4 a un 64% y en 700 ml, a 45 C° de temperatura y agitándola continuamente durante unos 45 minutos.

La reacción se detiene diluyendo la solución por dos horas en 5 litros de agua desionizada. La remoción del exceso de agua y ácido se hace centrifugando la suspensión a unas 6000 rpm durante 10 minutos.

Luego se somete la suspensión a un baño ultrasónico y así se separan las fibras totalmente.

¿De dónde se obtiene la Nanocelulosa?

La Nanocelulosa se extrae de materia vegetal. En la mayoría de los casos se produce a partir de la pulpa de celulosa que se encuentra en la madera, ya sea por homogenización, hidrólisis ácida o reticulación.

Las fibras de celulosa de origen natural poseen regiones tanto amorfas como cristalinas. Las primeras tienen una densidad menor que las cristalinas, por lo que al someterlas a la hidrólisis ácida se rompen y liberan las moléculas cristalinas.

Gracias a la facilidad de obtención de esta sustancia y a los costes de producción es posible que puedas encontrar una nueva vía de investigación sobre sus usos y aplicaciones en la industria.