Un parche sostenible y biodegradable basado en nanocristales de celulosa (NCC) ha sido desarrollado por un grupo de investigadores liderado por el Prof. QING Guangyan del Instituto de Física Química de Dalian de la Academia China de Ciencias. Este parche tiene la capacidad de detectar iones de calcio (Ca2+) en el sudor, lo cual representa un avance significativo en el campo de los sensores biodegradables.
Los nanocristales de celulosa son un material bio-based emergente que ha encontrado aplicaciones en diversos campos como la electrónica, los bioplásticos y la energía. Sin embargo, su funcionalidad se ve comprometida en ambientes líquidos o húmedos, lo que limita su desarrollo en áreas como la biomedicina, la separación de membranas, el monitoreo ambiental y los dispositivos portables.
En este estudio, los investigadores lograron fabricar hidrogeles insolubles basados en nanocristales de celulosa de una manera simple y eficiente. Mediante la reconstrucción de enlaces de hidrógeno intermoleculares y la deshidratación térmica, lograron obtener películas fotónicas compuestas de nanocristales de celulosa optimizados que formaron una red de hidrogel estable en soluciones acuosas. Además, demostraron que este hidrogel podía alternar entre estados seco y húmedo de manera reversible, lo cual facilita su funcionalización específica.
La incorporación de moléculas funcionalizadas mediante adsorción en un ambiente líquido resultó en un hidrogel con resistencia al congelamiento (-20°C), fuerte adhesión, buena biocompatibilidad y alta sensibilidad a los iones de calcio. Esto abre la puerta a la monitorización de otros metabolitos, como la glucosa, la urea y las vitaminas, utilizando sensores de celulosa sostenibles.
El Prof. QING señala que este trabajo no solo amplía las aplicaciones de los sensores de celulosa sostenibles, sino que también sienta las bases para el desarrollo de sistemas de hidrogel controlados digitalmente en áreas como el monitoreo ambiental, la separación de membranas y los dispositivos portables.
Con la creciente preocupación por el medio ambiente y la necesidad de encontrar alternativas sostenibles a los materiales convencionales, esta investigación representa un importante avance en el desarrollo de sensores biodegradables basados en nanocristales de celulosa. La capacidad de detectar iones de calcio en el sudor abre la puerta a futuras aplicaciones en el campo de la salud y el bienestar, permitiendo un monitoreo no invasivo y continuo de los niveles de calcio en el cuerpo.
En resumen, este estudio demuestra el potencial de los nanocristales de celulosa para ser utilizados en la fabricación de sensores biodegradables y funcionales. La capacidad de fabricar hidrogeles estables y reversibles a partir de estos nanocristales abre nuevas posibilidades en el campo de la medicina, la monitorización ambiental y la tecnología portátil. Con este avance, nos acercamos un paso más hacia un futuro más sostenible y respetuoso con el medio ambiente.
Referencia: http://dx.doi.org/10.1002/smll.202207932
