Escaparate Tecnológico
null Procedimiento de obtención de partículas magnéticas con aplicaciones industriales
Problema que resuelve
Las partículas metálicas son altamente oxidables, por lo tanto, normalmente es necesaria su estabilización por una capa superficial de recubrimiento adecuado. Para tal fin la técnica más empleada actualmente es la preparación de nanopartículas de núcleo/corteza (core/Shell), por diversos métodos, tales como la polimerización en el interior de micelas, procesos sol-gel o pirolisis en aerosol para cubrir la partícula de una capa de polímero bien sintético o natural. El tratamiento de recubrimiento debe ser completado antes de exponer las nanopartículas al medio ambiente.
Muchos compuestos químicos han sido identificados como materiales que podrían ser utilizados como recubrimientos de nanopartículas, incluyendo polímeros y proteínas. En este caso el control de las reacciones entre los grupos de recubrimiento y las partículas es una cuestión fundamental, ya que es difícil construir estructuras atómicas con el control químico preciso. Otra alternativa sería el empleo de silicatos como recubrimiento, si bien en este caso las diferentes etapas del proceso son todavía bastante costosas. Además, existen ciertos obstáculos ambientales, ya que los grandes volúmenes de disolvente que se requieren, son costosos de reciclar a escala industrial.
Después de la producción, purificación y recubrimiento de las nanopartículas a un nivel satisfactorio, puede ser necesario funcionalizarlas. No obstante la funcionalización es un paso adicional que añade coste a la cadena de producción total.
Descripción
La técnica incorpora grupos funcionales a las partículas magnéticas de tamaños comprendidos entre (1nm-1µm), mediante el uso de haluros orgánicos. El grupo funcional da a las moléculas su capacidad de reaccionar, siendo el alcohol, el aldehído, la amina, el carboxilo, o el ciano, ejemplos de estos grupos funcionales. En este procedimiento la molécula contiene el grupo reactivo con el que se va a funcionalizar la partícula magnética. Las reacciones tienen lugar en medio acuoso a baja temperatura y presión atmosférica.
Una vez culminada la reacción, las partículas se lavan para eliminar el exceso de reactivo y quedan listas para reaccionar con sustancias de interés físico, químico o biológico, o para aplicarlas directamente en procesos de fabricación de pinturas, lubricantes, composites, sellos magnéticos, etc
Ventajas/Beneficios
- Tiempo de fabricación reducido, al no constar el procedimiento de procesos de polimerización o de deposición,
- Se trabaja a baja temperatura (máximo 50ºC) y presión atmosférica
- El tamaño y uniformidad de las partículas se mantiene sin necesidad de recurrir a sistemas micelares o emulsiones.
- La incorporación directa de grupos funcionales evita aumentar el número de etapas de fabricación así como de lavados y purificación. Además permite economizar reactivos.
- Es un proceso totalmente escalable.
- Se puede trabajar a altas concentraciones de material.
- Se evita el apantallamiento de la magnetización.
- Se respeta la relación tamaño superficie de las partículas.
- Mejora la dispersión de las partículas al incorporarle un grupo funcional, es decir, evita que se agreguen. Representación esquemática de la reacción de sustitución nucleófila por la que se funcionalizan las partículas magnéticas con haluros orgánicos.
- Evita los procesos de oxidación de la superficie de la partícula.
- Permite incluir sobre su superficie cualquier grupo funcional mediante enlaces covalentes, lo que permite fijar sobre la misma cualquier tipo de molécula que reaccione con el mencionado grupo funcional.
Aplicaciones
- Empresas de Biotecnología.
- Empresas del sector de la salud y farmaceutico: Transporte de medicamentos a una zona del cuerpo determinada; elementos de diagnóstico.
- Empresas de química y derivados: Composites poliméricos reforzados, curado de polímeros, endurecimiento de resinas epoxy, fibras magnéticamente activas, etc.
- Empresas de fabricación de resinas, materiales y composites: Refrigeración magnética, impresión y tintas magnéticas, lubricación de rotores, solenoides de bajo nivel de ruido, conmutadores, fluidos magnetoreológicos, sellado en sistemas de vacío, sensores magnéticos, actuadores, catálisis, escudos magnéticos y absorción de microondas, calentamiento libre de contactos.
- Empresas de depuración de aguas residuales y tecnología ambiental: Recuperación de metales y purificación de aguas
- Empresas de automoción: Sistemas de amortiguación y lubricantes.
- Empresas de electrónica y tecnologías de la comunicación: Inductores y antenas en tecnología de la comunicación, altavoces, transformadores eléctricos, etc
Protección
El procedimiento se encuentra protegido mediante patente española concedida con número de solicitud P201301197.
