Se encontraron 18 investigaciones
El estudio de biopolímeros obtenidos a partir de productos naturales ha identificado diversas ventajas en el uso de estos materiales como su biodegradabilidad, bioabsorción y compostabilidad. Entre las aplicaciones encontradas para estos biopolímeros se destacan la producción de embalajes biodegradables y las aplicaciones en biomedicina (ingeniería de tejidos, liberación controlada de fármacos, parches para heridas y quemaduras, etc.). Estudios realizados en este laboratorio han presentado las propiedades y aplicaciones potenciales de diferentes biopolímeros nanoestructurados como la celulosa bacteriana (1-5), almidón (6-13), seda de araña (14-16) y sistemas de proteínas estructurales como el biso de choro, escamas de pescado y membrana de huevo (17-19). Dichos sistemas biológicos también presentan biopolímeros que funcionan como adhesivos. Así, se tiene las proteínas adhesivas del biso que permiten que los choros se peguen a las rocas, las proteínas adhesivas de la seda de araña, la sericina del gusano de seda y el colágeno presente en diversos sistemas biológicos. El presente proyecto pretende estudiar los mecanismos de bioadhesión que poseen diversos materiales poliméricos. Estos bioadhesivos serán caracterizados para comprender los principios que permiten su uso en la construcción de materiales nanoestructurados como el nácar que está formado por nano-placas de aragonitas unidas por bioadhesivos. Además, se caracterizarán para evaluar sus potenciales aplicaciones como adhesivos de origen natural no tóxicos y sus aplicaciones en biomedicina como adhesivos en células y tejidos, sensores para el reconocimiento molecular, transporte de fármacos en lugares específicos, etc. Los biopolímeros adhesivos a estudiar serán los presentes en: los bisos del choro, la seda de araña, la seda del gusano de seda y el colágeno de animales. Los resultados del proyecto permitirán evaluar el desempeño de los diversos bioadhesivos y compararlos con los adhesivos sintéticos. Además
Participantes:
Instituciones participantes:
Ciertos productos biológicos presentan propiedades importantes desde el punto de vista de la Ciencia de Materiales. Por ejemplo, la fibra más tenaz que se conoce no es fabricada por el hombre sino que se encuentra en la naturaleza y es producida por las arañas. Esto es sorprendente si se tiene en cuenta que la seda de araña es producida a temperatura ambiente y a presión atmosférica, a diferencia de los materiales fabricados por el hombre, a altas temperaturas y presiones. Los productos biológicos presentan una estructura jerarquizada en la que cada componente está formado a su vez por estructuras cada vez más pequeñas ensambladas de una determinada manera. Uno de los materiales que se auto-ensamblan (self-assembly) en la naturaleza es el colágeno. El autoensablaje de este tipo de materiales sigue la secuencia de un proceso de abajo hacia arriba (bottom - up) en vez de arriba hacia abajo (top-down), como es la secuencia que siguen los procesos de manufactura de materiales convencionales. Mientras que su importancia se revela por su presencia como componente en muchos tejidos del cuerpo, su versatilidad se demuestra al formar tanto estructuras blandas (piel y cartílago) como estructuras duras (hueso). El uso de la Ciencia de Materiales para estudiar tales estructuras al nivel morfológico, físico y químico puede aplicarse al desarrollo nuevos productos. Así, al caracterizar estructuras de colágeno como las presentes en las membranas interiores de la cáscara de los huevos se puede revelar la forma cómo se auto-ensambla el colágeno desde estructuras nanométricas en el proceso de Bottom-up. Por otro lado, al estudiar el proceso inverso que ocurre en ciertos huevos mediante el cual el colágeno mineralizado es bioerosionado se puede comprender cómo está formado este material nano-estructurado. El presente proyecto, toma como inspiración tres estructuras formadas por fibras poliméricas naturales: la seda producida por las arañas, las estructuras de fibras de colágeno que
Participantes:
Instituciones participantes:
La búsqueda por usar fuentes de energías más limpias que los combustibles derivados del petróleo ha llevado a utilizar biocombustibles producidos a partir de productos agrícolas como la caña de azúcar, maíz, etc. Sin embargo, la influencia que ha tenido el destinar parte de estos productos agrícolas para la generación de combustibles en la subida de sus precios ha hecho que se busquen fuentes alternativas para la producción de biocombustibles. En la naturaleza se encuentran formas en las que se da la conversión de biomasa en energía. Un ejemplo típico es el proceso que se produce dentro de las termitas que son bioreactores muy eficientes donde los microbios presentes catalizan la conversión de celulosa en productos que proveen de energía al organismo hospedador. El presente proyecto pretende evaluar el desempeño de los biocombustibles que pueden ser sintetizados por bacterias presentes como las presentes en la digestión de celulosa en termitas y rumiantes (Zymomonas, Pichia, Clostridium, Cyanobacteria, etc.). Estas bacterias utilizarán productos celulósicos (restos agrícolas, madera, papel, etc) para sintetizar pequeñas cantidades de biocombustibles (bioetanol, biobutanol, lipídicos y otros alcoholes) cuyo desempeño será evaluado mediante el uso de pequeños motores a escala. Con el presente proyecto se planea evaluar las potenciales aplicaciones tanto de bacterias como de fuentes de celulosa (papel, madera, desechos de la industria agrícola) para su uso en la producción de biocombustibles. De esa forma se pretende contribuir a la disminución de emisión de gases de efecto invernadero, además de contribuir con la utilización de productos agrícolas en la industria de producción de biocombustible.
Participantes:
Instituciones participantes:
El caucho es un producto que durante un corto tiempo sirvió como motor principal de la economía amazónica del Perú. En el periodo comprendido entre los años 1880 y 1930 ciudades como Iquitos y Madre de Dios crecieron y se desarrollaron al amparo de una economía puramente extractivista. No obstante, la explotación insostenible del caucho, a través de prácticas que no consideran la capacidad de regeneración de los recursos naturales ni el equilibrio ecológico, conduce a la degradación ambiental, pérdida de biodiversidad y deterioro de los ecosistemas. Como hipótesis se propone; La fabricación de dispositivos elastoméricos generadores de energía a partir del látex de la shiringa será efectiva en la conversión de energía mecánica en energía eléctrica, debido a las propiedades únicas del elastómero derivado del látex de la shiringa. El objetivo general del proyecto es utilizar el caucho fabricado a partir del látex de la Shiringa (Hevea brasiliensis) de la Amazonía peruana como insumo principal para el desarrollo de nuevos generadores elastoméricos dieléctricos (DEG). Para ello se producirá nanocompuestos a partir del latex de Shiringa para maximizar su constante dieléctrica, se usarán dos tipos de refuerzo: i)nanopartículas cerámicas (k=300) y ii)grafeno, a su vez se optimizará el contenido de dichos refuerzos para maximizar el k resultante del prototipo de elastoméricos dieléctricos que se fabricará. Como resultado esperado se fabricará un látex que permitirá el desarrollo de una nueva industria de nanomateriales para aplicaciones energéticas. Esto beneficiará a las comunidades amazónicas dedicadas a la explotación de la Shiringa, que obtendrán un producto que podrá formar parte de una cadena productiva de mayor valor.
Participantes:
Instituciones participantes:
Los nanogeneradores triboeléctricos (TENGs) son dispositivos que convierten energía mecánica de baja intensidad en energía eléctrica limpia. La fricción entre dos superficies de distinta densidad superficial de carga eléctrica, induce un voltaje que permiten el funcionamiento de dispositivos electrónicos autónomos. Para construir un TENG se aprovecha una vibración mecánica para poner en rozamiento dos láminas de distinta carga superficial. Actualmente, las láminas de superficies activas de los TENGs se fabrican a partir de polímeros sintéticos. Aunque los TENGs fabricados con polímeros sintéticos podrían ser una alternativa a las baterías, su uso generalizado contribuiría a un incremento en la generación de la basura electrónica. En el presente proyecto se propone fabricar un nanogenerador triboeléctrico biodegradable (bio-TENG), utilizando láminas flexibles de biopolímeros y bionanocompuestos como superficies activas. Dichas láminas serán unidas únicamente en los bordes, de manera que cuando estén en reposo haya una separación entre ellas. Al aplicar una pequeña fuerza de manera alternativa, las láminas entrarán en contacto y la fricción entre ellas inducirá un voltaje. El bio-TENG será validado al usarlo como fuente de energía para poner en funcionamiento un foco LED. Se usará almidón como principal insumo. Es un recurso renovable, biodegradable y compostable. Nuestros trabajos previos han mostrado que el almidón extraído de papas andinas puede ser usado para producir biopolímeros y nanopartículas. Controlando los parámetros de procesamiento se fabricarán láminas con un área superficial, rugosidad y propiedades eléctricas ajustadas para maximizar el efecto triboeléctrico. Los bio-TENGs generarán energía limpia para dispositivos portables y flexibles, como los sensores utilizados para el internet de las cosas, evitando el uso de baterías (que contienen metales pesados y compuestos químicos contaminantes) y disminuyendo así la contaminación por basura electrónica.
Participantes:
Instituciones participantes:
Tradicionalmente los polímeros se han utilizado como aislantes eléctricos. Sin embargo, en las últimas dos décadas, se ha demostrado que los materiales poliméricos conductores pueden reemplazar a los metales y semiconductores en una variedad de aplicaciones comerciales en el almacenamiento y la conversión de energía y la fabricación de dispositivos electrónicos portátiles como sensores y actuadores. Entre los polímeros conductores más investigados se encuentran el polipirrol (PPy), la polianilina (PANI) y el poli(3,4-etilendioxitiofeno) (PEDOT). Aunque estos polímeros sintéticos tienen conductividades eléctricas adecuadas (1,000-7,500 S/cm), su uso se ve limitado debido al hecho de que no son biodegradables y se busca disminuir el impacto ambiental de los dispositivos electrónicos para ampliar su rango de aplicaciones. Investigaciones anteriores realizadas en este laboratorio han demostrado la factibilidad de usar biopolímeros para obtener materiales conductores eléctricos ligeros y flexibles. Entre los biopolímeros usados están la celulosa bacteriana, almidón, carragenina y otros polisacáridos. Una estrategia exitosa ha sido sintetizar nanocompuestos en los que se agrega una fase con propiedades conductoras. Para el presente proyecto se pretende estudiar la conductividad de nanocompuestos de matriz biopolimérica para determinar las estrategias que permitan maximizar la conductividad final. Como matriz se utilizarán polisacáridos como celulosa bacteriana y almidón. Como fase conductora se usarán nano-objetos como grafeno y nanopartículas metálicas. A partir de estos nanocompuestos se podrá obtener fibras y tejidos conductores.
Participantes:
Instituciones participantes:
En el presente proyecto se pretende desarrollar una tecnología para utilizar los desechos de la industria forestal de Madre de Dios como materia prima para la producción de grafeno. El proyecto se realizará en el Laboratorio de Polímeros y Bionanomateriales de la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP) y el Laboratorio Ambiental Regional de la Universidad Nacional Amazónica de Madre de Dios (UNAMAD). Se desarrollarán una tecnología que se pueda aplicar a los desechos forestales de Madre de Dios, con la cual se obtenga grafeno de calidad similar al grafeno comercial disponible actualmente en el mercado. Los ensayos de laboratorio permitirán confirmar las características técnicas del grafeno. Al final, se validará la aplicabilidad del grafeno producido utilizándolo para producir nanocompuestos de matriz polimérica. Se fabricarán los nanocompuestos usando el grafeno producido y comparándolos con nanocompuestos fabricados con grafeno comercial.
Participantes:
Instituciones participantes:
Produccion de plasticos con caracteristicas biodegradables a partir de biopolímeros presentes en cultivos peruanos
Participantes:
Instituciones participantes: