Nanocristales de quitina y sus híbridos funcionales con potenciales aplicaciones en energía y sostenibilidad

Resumen de la comunicación oral presentada en la 9ª Jornada de Jóvenes Investigadores de Física y Química de Aragón, celebrada el 16 de diciembre de 2021 en Zaragoza.Los biopolímeros nanoestructurados tienen propiedades excepcionales, se extraen de fuentes naturales y tienen el potencial de sustituir plásticos de fuentes no sostenibles, como el petróleo. Estas cualidades se deben a su tamaño en la nano-escala (entre 1 y 100 nm), siendo el más investigado la nanocelulosa en sus distintas variedades [1,2]. La quitina es el segundo biopolímero más abundante tras la celulosa y se encuentra en distintos seres vivos, por ejemplo, en los exoesqueletos de crustáceos y artrópodos, aportando rigidez y dureza [3]. La quitina se puede transformar en nanocristales de quitina (NCQ) a través de un proceso de hidrólisis ácida [4]. Distintas aplicaciones de los NCQ son la estabilización eficiente en agua de nanomateriales de carbono, la preparación de aerogeles o su uso como refuerzo de otros materiales [5,6]. En este trabajo se presenta un método optimizado para la obtención de NCQ dispersos en agua con un rendimiento superior al 60% frente al 30% del método inicial. Se han caracterizado por diversas técnicas como difracción de rayos X, termogravimetría o microscopía de transmisión electrónica. Se ha probado también la capacidad de redispersión de los NCQ tras liofilizarlos, obteniendo una dispersión de calidad similar tras un proceso sencillo basado en ultrasonidos, lo cual no sucede con otros biopolímeros nanoestructurados, como los nanocristales de celulosa. Se ha probado el uso de NCQ como dispersante en tintas tanto de nanotubos de carbono como de nanofibras de carbono y su integración in situ y ex situ como refuerzo en xerogeles de nanocelulosa bacteriana. En definitiva, la presente comunicación demuestra el enorme potencial de NCQ como agente dispersante, refuerzo, y aditivo sostenible para obtener desde una perspectiva verde una variedad de nanomateriales compuestos.Financiación del MICINN/AEI bajo los proyectos PID2019-104272RB-C51/ AEI/10.13039/501100011033 y PID2020-120439RA-I00, y del Gobierno de Aragón (DGA, Grupo Reconocido DGA-T03_20R). Víctor C. agradece a la DGA por la financiación de su contrato predoctoral (Ref. CUS/581/2020)