Las ventajas de los recubrimientos superhidrofóbicos a base de quitosano

El quitosano, un polisacárido de origen natural, está ganando atención por sus capacidades de formación de películas y facilidad de modificación. A diferencia de los recubrimientos tradicionales a base de PFAS, que dependen de compuestos fluorados sintéticos, los recubrimientos de quitosano son biodegradables, no tóxicos y respetuosos con el medio ambiente. A través de un método de deposición sin disolventes, este recubrimiento avanzado imparte superhidrofobicidad a las telas, ofreciendo una alternativa ecológica para los tratamientos textiles.

Los beneficios clave de los recubrimientos de quitosano sin PFAS incluyen:

Seguridad Ambiental: Libre de productos químicos fluorados dañinos, reduciendo el impacto ecológico.

Biodegradabilidad: Se descompone naturalmente sin liberar contaminantes persistentes.

Compatibilidad con la Piel: Seguro para el contacto humano, como lo confirman las pruebas de biocompatibilidad.

Durabilidad Mejorada: Mantiene propiedades hidrofóbicas incluso después de múltiples ciclos de lavado.

Rendimiento y Propiedades Hidrofóbicas

La hidrofobicidad es crucial para aplicaciones en ropa de exterior, equipo de protección y textiles industriales. El análisis del ángulo de contacto y las pruebas de impacto de gotas confirman que el recubrimiento de quitosano logra superhidrofobicidad, con un ángulo de contacto en avance (θA) de 151° y un ángulo de contacto en retroceso (θR) de 136°. Este efecto repelente al agua se atribuye a la combinación de la estructura química del quitosano y la rugosidad de la superficie a nano y microescala, según se analizó mediante microscopía electrónica de barrido (SEM).

Durabilidad y Resistencia al Lavado

Uno de los principales desafíos de los recubrimientos repelentes al agua es su durabilidad en condiciones del mundo real. El recubrimiento de quitosano libre de PFAS exhibe una estabilidad notable, particularmente en condiciones ácidas. La hidrofobicidad se mantiene intacta incluso después de ocho ciclos de lavado, demostrando su resistencia a los factores de estrés ambiental. El análisis termogravimétrico con espectroscopía infrarroja (TGA-IR) evalúa aún más la degradación térmica del recubrimiento, confirmando que no se liberan compuestos peligrosos durante la descomposición.

Biocompatibilidad y Seguridad para la Piel Humana

Una ventaja crucial del recubrimiento de quitosano es su biocompatibilidad, lo que lo hace seguro para el contacto directo con la piel. Las pruebas de citotoxicidad en queratinocitos humanos (línea celular HaCaT) y fibroblastos (línea celular HFF-1) indican que el recubrimiento no causa efectos adversos, asegurando su idoneidad para aplicaciones en ropa, textiles médicos y tejidos protectores. Esto lo distingue de los tratamientos convencionales basados en PFAS, que pueden representar riesgos para la salud debido a la exposición prolongada.

Aplicaciones Futuras e Implicaciones Industriales

El desarrollo de recubrimientos superhidrofóbicos sin PFAS abre nuevas posibilidades para diversas industrias:

Ropa de Exterior y Deportiva: Textiles sostenibles repelentes al agua para chaquetas, zapatos y tiendas de campaña.

Textiles Médicos: Tejidos protectores con propiedades antibacterianas y resistencia a la humedad.

Usos Industriales y Automotrices: Recubrimientos impermeables para equipos, tapicería y ropa de trabajo.

Con la creciente presión regulatoria para eliminar los productos que contienen PFAS, las industrias deben adoptar alternativas innovadoras. El recubrimiento hidrofóbico a base de quitosano representa un avance en la ciencia de materiales sostenibles, proporcionando una solución efectiva, ecológica y segura para el tratamiento de telas.

El recubrimiento de quitosano superhidrofóbico libre de PFAS es un avance revolucionario en la tecnología textil. Al aprovechar las propiedades naturales del quitosano, este recubrimiento innovador ofrece una excelente repelencia al agua, durabilidad y biocompatibilidad sin comprometer el medio ambiente. A medida que las regulaciones sobre PFAS se endurecen, adoptar alternativas sostenibles como los recubrimientos de quitosano será esencial para las industrias que buscan lograr soluciones de alto rendimiento y conscientes del medio ambiente. Este avance allana el camino hacia un futuro más ecológico en la tecnología de telas repelentes al agua.

Fuentes:

◆Referencias: ScienceDirect

◆ScienceDirect: https://pse.is/74hjzx