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Tipos


Existen diversos tipos de nanocelulosa que pueden ser clasificados en diferentes subcategorías en función de la forma, dimensión, función, método de fabricación, entre otros. Durante su desarrollo se han utilizado diferentes terminologías para los diferentes tipos de NC, así en el año 2011 la Asociación Técnica de la Pasta y de la Industria del Papel (TAPPI) propuso unos términos estándares y sus respectivas definiciones para celulosa nanométrica. Se puede observar la clasificación efectuada por la TAPPI en la figura 1.

Figura 1. Clasificación de nanomateriales de celulosa. Fuente: Mariano et al. (2014).

Por otra parte la norma ISO/TS 20477:2017 "Nanotechnologies — Standard terms and their definition for cellulose nanomaterial. Technical committee: ISO/TC 229 Nanotechnologies", define términos y definiciones para diferentes tipos de nanomateriales de celulosa, incluidos los componentes secundarios que se encuentran en los nanomateriales de celulosa debido a sus procesos de fabricación. Los términos de este documento se aplican a todos los tipos de nanomateriales de celulosa, independientemente de los métodos de producción y su origen (plantas, animales, algas o bacterias).

La celulosa microfibrilada (CMF) se obtiene mediante tratamientos mecánicos intensos de refino y desestructuración. La CMF tiene una anchura de 20-100 nm y la longitud varía entre 500 a 2000 nm (Figura 2).

Figura 2. Celulosa microfibrilada

La celulosa nanofibrilada (CNF) tiene un diámetro comprendido entre 20–50 nanómetros y una longitud que varía entre los 500 a 2000 nanómetros. Las nanofibras se obtienen mediante pre-tratamientos mecánicos, enzimáticos y/o químicos seguidos de una etapa de desestructuración mecánica preservando la región no-cristalina (Figura 3).

Figura 3. Celulosa nanofibrilada

La celulosa nanocristalina (CNC) tienen unas dimensiones y cristalinidad que pueden variar dependiendo de la materia primera de la cual se parta y del procesamiento que se lleve a cabo. Se obtiene mediante un tratamiento de hidrólisis ácida, normalmente con ácido súlfúrico,  en el que se elimina la parte amorfa de la celulosa. El diámetro está comprendido entre los 5 y 50 nanómetros y la longitud tiene un rango de 100 a 500 nanómetros (Figura 4).

Figura 4. Micrografías de nanocristales de diferentes orígenes. Fuente: Trache et al. (2017)

La celulosa bacteriana (CB) es un polímero extracelular sintetizado a partir de la fermentación de microrganismos, principalmente por bacterias del género Acetobacter. Una de las principales características de la celulosa bacteriana que las diferencian de la celulosa proveniente de las plantas es, por un lado, su pureza química y, por otro lado, la ausencia de hemicelulosa y lignina. Esta celulosa de origen bacteriano es idéntica en composición química a la celulosa vegetal, aunque presenta diferencias significativas respecto a su conformación estructural (Figura 5).

Figura 5. Celulosa bacteriana