Biodegradable nanostructures obtained by electrospinning techniques

La presente tesis tiene como objetivo la generación de conocimiento asociada al desarrollo de nuevos materiales nanoestructurados biodegradables, innovativos tanto desde el punto de vista científico como tecnológico, empleando la técnica de electroestirado. Se trabajó con dos de los polímeros biodegradables más presentes en el mercado actual: el ácido poliláctico (PLA) y el alcohol polivinílico (PVA). Ambos presentan fuertes diferencias en su polaridad, reflejándose en el tipo de solvente a emplear en las soluciones a electroestirar y consecuentemente en los valores de tensión superficial, viscosidad y conductividad eléctrica necesarios para lograr obtener un mallado de nano/microfibras. Para ello se construyó un equipo de electroestirado que pudiese entregar alto voltaje y soportar corrientes de hasta 30 mA, de modo de poder electroestirar tanto soluciones poliméricas de baja como de alta conductividad eléctrica. Para ambos polímeros, se determinó la influencia de los parámetros de la solución así como los del proceso (campo eléctrico, velocidad del colector, distancia colector-inyector y velocidad de inyección), en la morfología de las fibras y en las del mallado obtenido. Adicionalmente al desarrollo de mallados nanométricos de un único polímero, de obtuvieron materiales bicapa capaces de tener respuesta hidrofóbica en una de sus caras e hidrofílica en la otra y mallados nanoestructurados de materiales compuestos discutiendo las ventajas de la morfología con respecto a un film contínuo de la misma composición. Finalmente se demostró la potencialidad de los materiales desarrollados en remediación de medio ambiente. En particular su empleo como filtros para efluentes acuosos, mallados antibacterianos y separadores agua/aceite. The aim of this thesis is to generate knowledge associated to the development of new biodegradable nanostructured materials, innovative from a scientific and a technological point of view, using the electrospinning technique. Two of the most widely used biodegradable polymers on the market today are employed in this work: polylactic acid (PLA) and polyv inyl alcohol (PVA). Both have strong differences in their polarity, reflecting the type of solvent needed to perform the solutions to be electrospun and consequently in the values of surface tension, viscosity and electrical conductiv ity necessary to obtain a nano / microfibre mesh. In this context, a new electrospinning equipment that could deliver high voltage and withstand currents of up to 30 mA was developed in order to electrospun both low and high electrical conductiv ity polymer solutions. For both polymers, the influence of the solution and process parameters (electric field, rotating collector speed, injector-collector distance and injection rate) in the morphology of the obtained fibers and meshes was determined. In addition to the development of nanometric meshes of a single polymer, bilayer materials capable of having hydrophobic response on one side and hydrophilic on the other were obtained. Nanostructured composite meshes were also developed, discussing the advantages and disadvantages of the fibrous morphology with respect to a continuous film of the same composition. Finally the potentiality of those materials in different applications was demonstrated. In particular its use as filters for aqueous effluents, antibacterial meshes, wound healing patches and water / oil separators. Fil: Ribba, Laura Gabriela. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.