Pode un material impreso en 3D axudar a depurar auga contaminada? Esa é unha das preguntas que guían o proxecto PANICL3AN, desenvolvido no Centro de Investigación en Tecnoloxías Navais e Industriais (CITENI), situado no Campus Industrial de Ferrol da Universidade da Coruña (UDC). A investigación lévaa a cabo persoal investigador do Grupo de Polímeros, onde se deseñan e fabrican materiais capaces de interactuar con contaminantes presentes na auga e de retelos na súa superficie. O traballo combina impresión 3D e química de polímeros para obter estruturas multifuncionais aplicadas ao tratamento da auga. O proxecto está liderado polas investigadoras María José Abad López e Ana Isabel Ares Pernas, que traballan xunto a Aurora Lasagabáster Latorre, Sonia Dopico García e as doutorandas Claudia Quintero Rodríguez e Beatriz Combarro Souto.
Materiais que capturan contaminantes
O proxecto sitúase no ámbito da remediación de augas ou water remediation: tecnoloxías que permiten eliminar contaminantes da auga ben para reutilizala, ben para devolvela de maneira segura ao medio ambiente. É un campo cada vez máis relevante ante a escaseza de auga e a presión sobre os recursos hídricos, que está a impulsar o desenvolvemento de solucións baseadas en procesos físicos, químicos e biolóxicos, así como no deseño de materiais funcionais capaces de interactuar cos contaminantes.
Neste contexto, os materiais desenvolvidos no proxecto PANICL3AN non actúan como un filtro convencional que retén as substancias contaminantes mediante unha barreira física. No seu lugar, prodúcese mediante un fenómeno coñecido como adsorción, polo que as moléculas contaminantes quedan “atrapadas” na superficie do material sen penetrar no seu interior. Para iso utilízase polianilina (PANI), un polímero capaz de interactuar con distintos compostos presentes na auga, como colorantes ou substancias orgánicas, e facilitar a súa eliminación. Primeiro créase a estrutura mediante técnicas de fabricación aditiva e despois modifícase quimicamente para dotala de capacidade adsorbente. O resultado son materiais lixeiros, flexibles e con alta capacidade de interacción coa auga.
Estruturas funcionais mediante impresión 3D
A impresión 3D permite producir estruturas con xeometrías internas complexas e moi porosas, que facilitan o paso da auga a través do material e aumentan a súa superficie de contacto, o que mellora a captura de contaminantes. O equipo traballa con tecnoloxías de fabricación aditiva de modelaxe por deposición fundida (FDM) e procesamento dixital de luz (DLP), mediante as que se obteñen pezas adaptadas a distintas necesidades e aplicacións. Tras a impresión, as estruturas modifícanse quimicamente mediante a incorporación de polianilina, o que lles confire capacidade de adsorción. Nos ensaios realizados con solucións pintorladas, obsérvase que a auga perde intensidade de cor tras o contacto coas mostras, un sinal visible da eficacia do sistema.
Orixe renovable
O proxecto incorpora tamén materias primas de orixe renovable como a lignina, un compoñente natural presente na biomasa vexetal e residuo da industria papeleira. Nesta liña, o equipo publicou recentemente un artigo que analiza como este material, despois de ser modificado quimicamente, pode incorporarse en resinas para facer impresión 3D mediante DLP, co obxectivo de mellorar as súas propiedades e desenvolver materiais sostibles con bo comportamento en fabricación aditiva, que sirvan como base para estruturas funcionais destinadas á adsorción de contaminantes.
Cambio de comportamento
O proxecto estuda tamén como estes materiais modifican o seu comportamento eléctrico cando entran en contacto con determinadas substancias. Este fenómeno abre a posibilidade dun dobre uso: non só se poden empregar para a depuración da auga, senón tamén como sistemas de detección capaces de indicar cambios na calidade da auga ou no estado do propio material durante o seu uso. A investigación analiza estas variacións co obxectivo de avaliar a súa viabilidade como sensores, o que permitiría monitorizar tanto a presenza de contaminantes como o rendemento do material.
