NANOHABITAT
NANOHABITAT es un proyecto financiado por la Consellería de Industria de la Generalitat Valenciana y por fondos FEDER dentro del programa de acciones estratégicas de diversificación Industrial.
Este proyecto nace de la iniciativa conjunta de varias empresas (CYES, ANDREU WORLD, UTISA, UBE, POLYTEC QUIMICA, GADEA HERMANOS, FERRO y SYSTEM-POOL) junto con cuatro centros tecnológicos (AIDIMA, AIMPLAS, ITC y AIDICO) con experiencia previa en el desarrollo de nanomateriales para productos de uso en construcción y hábitat.
El principal objetivo de NANOHABITAT es desarrollar nuevos materiales basados en nanotecnología, aplicables en los sectores de construcción y hábitat, aportando productos con nuevas funcionalidades; autoreparación, propiedades ópticas, biocidas, superhidrofobicidad, superoleofobicidad, resistencia al fuego y disipación de carga estática.
Esquema de vivienda Nanohabitat con propiedades multifuncionales.
El proyecto, gracias a la colaboración entre las empresas y los Institutos Tecnológicos citados, va a ofrecer soluciones para el desarrollo de nuevos materiales con un alto valor añadido que permitirán a las empresas participantes impulsar su competitividad a nivel nacional e internacional y potenciar la diversificación industrial de sus productos.
Otro de los objetivos del proyecto es la puesta en marcha de nuevos procesos de producción industrial de nanomateriales de bajo consumo energético y sin ningún impacto ambiental, aplicando procesos de la química verde.
Actualmente se está trabajando principalmente en las fases que conllevan el desarrollo de nanocargas y recubrimientos nanoestructurados, el desarrollo de procesos de dispersión y la aplicación y caracterización de nanofuncionalidades. Los resultados obtenidos hasta ahora son positivos respecto a las cuatro líneas de investigación del proyecto:
- Acabados con propiedades de superhidrofobicidad
- Hormigones con propiedades de autorreparación y nuevas propiedades ópticas
- Pavimentos poliméricos con propiedades biocidas y antiestáticas
- Materiales híbridos nanoestructurados superhidrofóbicos y oleofóbicos, con altas prestaciones mecánicas y de elevada resistencia al fuego.
Dentro de este proyecto, ANDREU WORLD y UTISA desarrollan, con la colaboración de AIDIMA, materiales acabados con propiedades de superhidrofobicidad.
Se consideran superficies superhidrófobas aquéllas que son extremadamente difíciles de mojar, presentando el agua depositada ángulos de contacto superiores a 150º. La consecución de estas superficies mediante tratamientos con nanocompuestos, permite obtener materiales idóneos para mobiliario de exterior u otros productos que se encuentren sometidos a la intemperie.
Es más, dado que también se está investigando el efecto de la rugosidad en la hidrofobicidad del material, se podría diseñar un material en el que se produjera una autolimpieza durante los días de lluvia. Consiguiendo un área de contacto mínima entre las partículas de suciedad y la superficie del material, cuando la gota de lluvia cae sobre una superficie inclinada, la partícula es arrastrada siempre que la fuerza de absorción de la partícula sea mayor que la fuerza estática de fricción entre la partícula y la superficie del material.
Tras la consecución de los primeros resultados, se prevé que los materiales del proyecto NANOHABITAT sean aplicables en el mercado en un corto plazo de tiempo.
Julián Moratalla
Laboratorio de Materiales y Medio Ambiente
Desarrollo de nuevos materiales superhidrófobos mediante nanotecnologías
El IMPIVA, a través del Programa de I+D para Institutos Tecnológicos, financia el proyecto el desarrollo de nuevos materiales súper hidrófobos para el sector del mueble, mediante la adición de nanocompuestos. Este proyecto, con una duración tres años, tiene por objetivo aportar a ciertos materiales empleados en el sector del mueble de unas propiedades diferenciadoras, concretamente, una alta hidrofobicidad o incluso súper hidrofobicidad y unas propiedades de auto limpieza, mediante el uso de nanocompuestos.
En el sector del mueble, son especialmente importantes estas propiedades ya que, la madera y sus derivados son materiales higroscópicos, y en ocasiones, ésa es una de las principales limitaciones de su uso. Asimismo se hará extensivo el empleo de nanocompuestos para obtener propiedades súper hidrófobas o de auto limpieza a otros materiales como los tapizados. La consecución de estas propiedades generará numerosas aplicaciones para estos nuevos materiales. Estos nuevos productos podrían competir en un mercado global, y aportarían soluciones de negocio a las PYMES de la Comunidad Valenciana.
Desde el punto de vista teórico, lo que caracteriza la hidrofobicidad, es la medida del ángulo de contacto de una gota sobre la superficie del material. Las superficies súper hidrofóbicas se caracterizan por que las gotas de agua no siguen la orografía de los materiales. A este estado se denomina estado Fakir y la superficie está compuesta por bolsas de aire atrapadas. La ecuación de Cassie-Baxter, mostrada a continuación, relaciona la proporción de área de contacto líquido-superficie y el ángulo de contacto resultante.
cos_cb=_(cos_i+1)-1
Razones de superficie, entre la total presentada por el acabado y la superficie de material tratado, mayores a 1,6 presentará un estado Fakir estable permanentemente, para materiales hidrófobos con ángulos intrínsecos alrededor de 120º. De acuerdo con la ecuación Cassie-Baxter, un mueble con un recubrimiento hidrófobo, caracterizado por un ángulo de contacto intrínseco de 122º, y nanorugosidades provocadas por nanopartículas de 50mm equiespaciadas 100mm, pueden desarrollar ángulos de contacto súper hidrofóbicos de 150º o superiores.
En el desarrollo del presente proyecto, se han aplicado alrededor de 16 proyecto, se han aplicado alrededor de 16 productos comerciales en doce materiales distintos: haya, pino, roble, algodón, viscosa, poliéster, barnices de PUR, melanina, vidrio flotado, cerámica, piel y papel. En el mismo se utilizan cinco ensayos diferentes que permiten evaluar su durabilidad, frente a temperatura, lu, ambiente, rozadura y permeabilidad del agua.
Actualmente se están desarrollando completamente los ensayos de envejecimiento ambiental de todos los materiales aplicados. Este ensayo consiste en mantener las muestras orientadas hacia el sur con una inclinación de 45º. Las medidas iniciales de ángulos de contacto agua-superficie se toman inicialmente a la semana y a las dos semanas, pasando a medirse mensualmente para llevar un control de los posibles cambios de la propiedad. Así mismo se lavan parte de las superficies con agua para ver el efecto de la auto limpieza en cada medida.
También se están desarrollando los ensayos de envejecimiento acelerado por efecto de fuentes de irradiación de luz a 65ºC medido por un cuerpo negro sometido a la dicha fuente. Igualmente se miden los ángulos de contacto del agua para ver la benevolencia del recubrimiento.
La súper hidrofobicidad es una propiedad con muchas aplicaciones, desde impedir el manchado de las superficies en muebles y ropas, como impedir el agrietamiento de las maderas por efecto de la humedad o la fatiga térmica de las superficies expuestas al ambiente en caso de construcciones de madera. Además esta propiedad puede preservar muebles que están en ambientes muy húmedos e incluso en condiciones menos higiénicas como es el baño o la cocina. Los tejidos súper hidrófobos en la indumentaria permiten que éstas permanezcan secas en condiciones muy húmedas y a su vez permiten la transpiración del tejido, permitiendo la aireación y por lo tanto la higiene personal. La aplicación de recubrimientos en mamparas de baño permite que resbalen las gotas de agua y jabón sin permitir que estas lleguen a secarse sobre la superficie, evitando por lo tanto la formación de mohos o aspecto de sucio.
Juan Manuel Bellver
Laboratorio Materiales y Medio Ambiente
Si desea que los técnicos de AIDIMA amplíen información sobre este o cualquier otro tema relacionado con Símbolo Calidad no dude en contactarnos.
