La fabricación tradicional de cuero requiere el uso de varios productos químicos tóxicos, como retardantes de llama halogenados o solventes antimicrobianos orgánicos, que causan contaminación. Ahora, un equipo de investigadores dirigido por Robert Franz del Montanuniversität en Leoben, Austria, está probando un producto ecológicoalternativa: nanopartículas de plata-titanio.
Franz describirá su trabajo en el 63º Simposio y Exposición Internacional AVS celebrado del 6 al 11 de noviembre de 2016 en Nashville, Tennessee, durante la sesión de Tema de enfoque avanzado de ingeniería de superficie y tribología.
Junto con sus socios en Rumania y Portugal, Franz y sus colegas probaron una mezcla de nanopartículas hechas de titanio y plata por sus propiedades antimicrobianas. Cuando los materiales tratados con dióxido de titanio fueron expuestos a la luz ultravioleta, el metal desencadenó una reacción catalítica queLa materia orgánica destruida se adhirió a la superficie. Las nanopartículas de plata, conocidas por sus propiedades antimicrobianas, ya se utilizan en los textiles para evitar los olores sudorosos causados por la actividad microbiana.
El equipo se basó en un proceso conocido como salpicaduras de magnetrón para crear las nanopartículas en el laboratorio. Dentro de una cámara de vacío, donde se eliminó el aire, encendieron plasma salpicado para erosionar un blanco sólido de dióxido de titanio o plata en nanopartículas. Agregaronoxígeno al plasma, que es reactivo, para que puedan crecer películas delgadas de los materiales. El proceso resultó en una fina capa de dióxido de titanio incrustada con nanopartículas de plata. Aunque estas nanopartículas de titanio-plata no están disponibles comercialmente, el proceso para fabricarlasprobablemente sea fácil de ampliar, según Franz.
"Para otros materiales, estos procesos ya se usan ampliamente en la industria", dijo Franz. Probaron dos formas de aplicar nanopartículas al cuero. En un método, mezclaron las nanopartículas de titanio y plata con polímeros formadores de película y recubrieron la superficie del cueroUna comparación de cueros tratados en ambos sentidos dará como resultado el método más probable para ser introducido con éxito en aplicaciones comerciales.
El equipo probó la durabilidad de las muestras de cuero que no fueron tratadas, pretratadas con productos químicos tradicionales o recubiertas con una película de dióxido de titanio y plata. Eligieron diferentes materiales de contraparte, incluyendo caucho y varios polímeros con tamaños de poro definidos, y prensadosesferas de estas mezclas contra las muestras de cuero. "A medida que el cuero gira a lo largo del otro material, podemos medir la fricción que se desarrolla y luego analizar las pistas de desgaste formadas donde las dos superficies estaban en contacto", dijo Franz.
Luego recurrieron a la espectroscopía Raman, la microscopía óptica y la microscopía electrónica de barrido para examinar los patrones de desgaste. También midieron la cantidad de nanopartículas retenidas en el cuero en lugar de transferidas a las otras superficies.
Si bien los materiales de baja fricción como el politetrafluoroetileno polimérico pueden no causar mucho desgaste, el caucho, que causa más fricción, podría hacer que las nanopartículas se transfieran del cuero a sí mismo, lo que podría hacer que el cuero pierda sus propiedades antimicrobianas.
Verificar la durabilidad es un paso crucial. "Con frecuencia trabajamos con películas delgadas y recubrimientos en otros materiales como el acero, y allí tenemos técnicas muy bien establecidas", dijo Franz. "Pero para un sustrato como el cuero, estos recubrimientos de nanopartículas no tienensido probado "
A largo plazo, dicha tecnología podría ayudar a industrias como la fabricación de calzado a adoptar prácticas más ecológicas. "Reduciríamos mucho la contaminación y podríamos alcanzar la misma funcionalidad antimicrobiana con procesos amigables con el medio ambiente", dijo Franz.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por AVS: Tecnología de matriz científica de materiales, interfaces y procesamiento . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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