Aplicación del método de electrohilado para la obtención de membranas conformadas por nanofibras de quitosano/quitina

Abstract

Nanostructured membranes (NM) have tensile strength, thermal stability, high surface area and high porosity; being a flexible support in electronic devices, energy collection/storage and water treatment. The present study focuses on obtaining nanostructured chitosan/chitin (NMCS/CH) membranes at percentage ratios of 100/0, 80/20, 60/40, 40/60, 20/80 and 0/100, respectively, using electrospinning unidirectional. Structural, hydrophilicity, thermal and morphological properties were evaluated by Fourier transform infrared spectroscopy with attenuated total reflectance (FTIR-ATR), contact angle, thermal analysis (TGA/DSC) and scanning electron microscopy (SEM), respectively. It was found that NMCS/CH exhibit the presence of hydroxyl groups and amino groups, which explains the notable hydrophilicity with an average contact angle of 55°. Furthermore, MNQt/Q are made up of a random arrangement of nanofibers with an average diameter in the range of 250 to 304 nm. The NMCS/CH constituted by the 60/40 percentage ratio (chitosan/chitin), resulted with a greater intensity of hydroxyl and amine groups, in addition to the formation of smooth, continuous nanofibers, without beads and with the absence of stains associated with deposits of dissipator. The results obtained indicate that nanostructured chitosan/chitin membranes are possible, with possible applications in the sorption of heavy metals present in aqueous medium, because the functional groups (O-H and N-H) would represent coordination sites for the sorption of said pollutant.

Las membranas nanoestructuradas (MN) poseen una resistencia a la tracción, estabilidad térmica, alta área superficial y alta porosidad; siendo un soporte flexible en dispositivos electrónicos, recolección/almacenamiento de energía y tratamiento de aguas. El presente estudio se enfoca en obtener membranas nanoestructuradas de quitosano/quitina (MNQt/Q) a relaciones porcentuales de 100/0, 80/20, 60/40, 40/60, 20/80 y 0/100, respectivamente, empleando electrohilado unidireccional. Se evaluaron las propiedades estructurales, hidrofilicidad, térmicas y morfológicas por espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier con reflectancia total atenuada (FTIR-ATR), ángulo de contacto, análisis térmico (TGA/DSC) y microscopía electrónica de barrido (MEB), respectivamente. Se encontró que las MNQt/Q exhiben la presencia de grupos hidroxilo y grupos amino, lo cual explica la notable hidrofilicidad con un ángulo de contacto promedio de 55°. Adicionalmente, las MNQt/Q están conformadas por un ordenamiento aleatorio de nanofibras de diámetro promedio en el intervalo de 250 a 304 nm. La MNQt/Q constituida por la relación porcentual 60/40 (quitosano/quitina), resultó con una mayor intensidad de grupos hidroxilo y amina, además de la formación de nanofibras lisas, continuas, sin perlas y con ausencia de manchas asociadas a depósitos de disolvente. Los resultados obtenidos señalan que es posible obtener membranas nanoestructuradas de quitosano/quitina, con posibles aplicaciones en la sorción de metales pesados presentes en medio acuoso, debido a que los grupos funcionales (O-H y N-H) representarían sitios de coordinación para la sorción de dicho contaminante.