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El Perú es un país de extraordinaria variedad de recursos vivos y ecosistemas. Sin embargo, esta biodiversidad es afectada por la presión de las actividades realizadas por el hombre y los efectos del cambio climático. Debido a ello se han planteado diferentes estrategias para la conservación de la biodiversidad y al manejo sostenible de los recursos naturales. Una de las estrategias planteadas es conocida como bioprospección y consiste en el estudio de los productos que forman parte de la biodiversidad con el fin de encontrar aplicaciones que den un valor comercial a dichos recursos. Este enfoque ha sido tomado por las industrias de agroquímicos, alimentos, cosméticos y farmacéutica las cuales valoran los potenciales productos que es posible desarrollar con estos recursos como nuevas medicinas, insecticidas, enzimas, fragancias, etc. La ciencia de materiales también ha efectuado el estudio de sistemas biológicos para el desarrollo de productos comerciales. Entre los ejemplos más conocidos están el velcro que imita como se sujetan las semillas de abrojo al cabello y el diseño de trajes de baño que replican el funcionamiento de las escamas de los tiburones. Con el presente proyecto se busca estudiar desde el punto de vista de la ciencia de materiales diferentes productos que son parte de la biodiversidad peruana para encontrar aplicaciones potenciales que pongan en valor dichos recursos. De esa manera se contribuirá con la conservación de la biodiversidad peruana al establecer un valor económico a los recursos que forma parte de la misma. Entre los sistemas a estudiar se encuentran los biopolímeros que puedan ser usados para fabricar nuevos materiales como las fibras celulósicas encontradas en diferentes especies de plantas o las proteínas estructurales encontradas en diferentes productos de origen animal que se encuentren dentro de la biodiversidad peruana en zonas como la sierra del departamento de Piura. Con estos recursos se producirán plásticos compuest
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Esta propuesta es la continuación del proyecto DGI-2011-0138 en donde se estudió la despolimerización de desechos plásticos de PET, PC y Nylon 6,6 provenientes de botellas descartables, discos compactos e hilo de pescar, respectivamente. Los monómeros obtenidos en ese trabajo serán ahora combinados para formar otros polímeros, entre ellos poliésteres insaturados, poliésteres insaturados con componentes de grupos amida y resinas epoxi. De esta manera, se busca dar un mayor valor agregado a los monómeros obtenidos y convertir el reciclaje químico en una alternativa viable para contribuir a solucionar el problema de la acumulación creciente de estos desechos plásticos. En una primera etapa se optimizarán los métodos de despolimerización que se desarrollaron con éxito en el proyecto anterior. Más adelante, se desarrollarán las reacciones de polimerización con combinaciones de estos monómeros, los polímeros formados serán caracterizados por técnicas espectroscópicas disponibles en la Sección Química de la PUCP.
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Este proyecto recoge la experiencia de estudios de reciclaje químico del poli(tereftalato de etileno), PET, llevados a cabo en la PUCP en años anteriores, para aplicarla a la despolimerización de otros desechos plásticos. La despolimerización de plásticos no solo puede contribuir a reducir el problema ambiental que causa su acumulación en rellenos municipales o al ser incinerados, sino que además, se puede constituir en una fuente interesante de compuestos orgánicos valiosos, como alternativa al petróleo y gas natural. Se ha planteado estudiar diversos procesos para la despolimerización de desechos plásticos, utilizando métodos convencionales o con microondas,y catalizadores variados. Luego de alcanzar la despolimerizacón, se aislarán, cuantificarán e identificarán los productos obtenidos. Se trabajará con residuos de PET, policarbonato y poliamida. El proyecto forma parte de la línea de investigación en materiales, declarada por la Sección Química.
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Existe una tendencia a nivel global de reducir el impacto que generamos sobre el medio ambiente. En el ámbito de los materiales, esto se refleja en una mayor utilización de recursos renovables y polímeros biodegradables. En este aspecto, la gran abundancia natural de la quitina, así como su biodegradabilidad, biocompatibilidad y no toxicidad la hacen, junto a sus derivados, biopolímeros de gran potencial. Este proyecto busca contribuir al estudio de la quitosana y sus modificaciones químicas, primero, utilizando como punto de partida quitosana 100% desacetilada (o con un muy alto grado) y segundo, introduciendo modificaciones químicas (acilación) para modificar sus propiedades. El primer punto es crucial para asegurar que las propiedades introducidas con la modificación se deban únicamente a ella y no a residuos de acetilos remanentes de la materia prima. Se evaluará las propiedades de los productos obtenidos, como solubilidad y viscosidad intrínseca. La caracterización de los productos se realizará con técnicas espectroscópicas de resonancia magnética nuclear e infrarrojo.
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Nuestra vida moderna exige el uso masivo de materiales que son desechados luego de cumplir su función, especialmente aquellos utilizados en aplicaciones de envases y embalajes. Muchos de estos materiales son potenciales fuentes de productos químicos no producidos en nuestro medio. Este proyecto propone la síntesis de diversos tipos de poliéster insaturado a partir de desechos de botellas plásticas descartables. Las resinas de poliéster insaturado, a su vez, serán combinadas con otros materiales, como arena, grava, vidrio, otros materiales plásticos, cauchos de neumáticos, entre otros, para ser evaluados por sus propiedades mecánicas.
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En los últimos años las nanopartículas de plata han llamado fuertemente la atención de los investigadores por presentar propiedades antibactericidas. En tal sentido las nanopartículas de plata ofrecen una alternativa potencial en aplicaciones medioambientales. Las nanopartículas de plata sintetizadas por diferentes métodos han presentado propiedades únicas, que las hacen aplicables sobre todo en el área de la medicina. Se ha observado que las nanopartículas de plata pueden tener un tremendo impacto para evitar infecciones del tipo hospitalarias presumiéndose que hay un mercado potencial muy grande para este tipo de nanopartículas. Las nanopartículas de plata atacan a un amplio espectro de microorganismos, pero sin embargo, las células humanas no se ven afectadas con su uso. Tampoco parece que los microorganismos desarrollen inmunidad frente a este agente, a diferencia de lo que sucede con algunos antibióticos convencionales.
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El presente proyecto tiene como objetivo llevar a un nivel más avanzado la caracterización de los materiales biodegradables producidos a partir de polímeros naturales estudiados en el proyecto anterior. Con este segundo nivel de caracterización se podrán relacionar las propiedades finales de los materiales procesados con la estructura de los mismos. Además, se estudiará la biodegradación controlada en la que, aparte de las técnicas gravimétricas, se observará el consumo de O2 y la emisión de CO2 de las muestras. Las aplicaciones en Ingeniería de Tejidos serán estudiadas hasta el punto del cultivo de células en las armazones biodegradables y se explorará el uso de estos biomateriales en aplicaciones inteligentes (sensores y actuadores), aprovechando sus propiedades piezoeléctricas.
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Estudio de biomateriales que puedan cumplir una función estructural y funcional, y que sean biodegradables
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