Microcápsulas multifuncionales de elevada resistencia mecánica y térmica

| 5 agosto, 2016 | Comentario

Inescop investiga la síntesis de microcápsulas con propiedades mejoradas que resistan las exigencias mecánicas y térmicas de los procesos de fabricación de calzado y componentes, asegurando de esta forma su funcionalidad y reduciendo la liberación prematura de las sustancias encapsuladas por rotura durante el proceso.

La microencapsulación es una tecnología innovadora que ha ido ganando terreno en los últimos años debido a las múltiples ventajas que presenta. De hecho, la estrategia europea de investigación e innovación denominado Horizonte 2020 (H2020), identifica la tecnología de microencapsulación como una Tecnología Facilitadora Esencial (del inglés “KET”, key enabling technology), junto a la nanotecnología o los sistemas avanzados de fabricación, de especial relevancia en la innovación de productos y bienes de consumo personalizados, como es el caso del calzado.

Se trata de una tecnología utilizada fundamentalmente con fines de protección y cuando se requiere de la liberación controlada de una sustancia en tiempo y lugar. Así, la tecnología de microencapsulación permite transformar los materiales convencionales en materiales inteligentes y multifuncionales con nuevas prestaciones y, por tanto, alto valor añadido.

En los últimos años, la industria del calzado trabaja en el desarrollo de un zapato activo, que interactúe con el pie y mejore su confort y bienestar, basado en la utilización de sustancias microencapsuladas con propiedades aromáticas, cosméticas, antimicrobianas, etc., y su posterior incorporación en diferentes componentes del calzado. Dichas sustancias deben ser liberadas durante la vida útil del calzado, proporcionando los cuidados deseados y un efecto prolongado en el tiempo.

Imagen electrónica tomada con microscopía electrónica de microcápsulas de cubierta de gelatina incorporadas a una piel, antes (izquierda) y después (derecha) del proceso de fabricación del zapato. Imagen electrónica tomada con microscopía electrónica de microcápsulas de cubierta de gelatina incorporadas a una piel, antes (izquierda) y después (derecha) del proceso de fabricación del zapato.

Los sistemas de liberación controlada basados en la tecnología de microencapsulación, desarrollados hasta el momento, emplean mayoritariamente polímeros, naturales y sintéticos, como materiales de cubierta y el mecanismo de liberación está basado en la rotura de la microcápsula por frote con el usuario. En su mayoría, estos sistemas microencapsulados presentan ciertas limitaciones como consecuencia de las elevadas exigencias mecánicas y térmicas a las que se ven sometidas durante los procesos de fabricación. Concretamente en calzado, ciertas etapas del proceso de fabricación como el moldeado, conformado, reactivación, prensado, etc., pueden provocar la ruptura de las microcápsulas debido a la combinación de calor y presión a las que se ven sometidas. Como consecuencia de estas condiciones se produce una liberación prematura de los principios activos lo que conlleva a la pérdida del activo o su degradación antes de llegar al usuario, por lo que se reduce la funcionalidad de los materiales. Para lograr un efecto más duradero y real para el consumidor, es necesario mejorar las propiedades de resistencia térmica y mecánica de las microcápsulas.

Por esta razón, en el marco del proyecto Inorcap (Síntesis de microcápsulas multifuncionales de elevada resistencia mecánica y térmica), Inescop, junto con el centro tecnológico de la alimentación, Ainia, y el del plástico, Aimplas, aúnan esfuerzos para desarrollar microcápsulas multifuncionales, basadas en la sinergia de propiedades de los materiales de núcleo y cubierta, para diferentes aplicaciones industriales. Para ello, se están utilizando fundamentalmente materiales de cubierta de naturaleza inorgánica que resistan las condiciones de fabricación más exigentes y permitan la obtención de materiales multifuncionales con liberación controlada de sustancias activas. El proyecto, liderado por Inescop, está apoyado por el Ivace (Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial) y los Fondos Feder, a través del Programa de Proyectos de I+D en Colaboración para Centros Tecnológicos 2016.

En las aplicaciones relacionadas con calzado, como material de núcleo se están utilizando aromas naturales, que además en algunos casos pueden presentar capacidad antimicrobiana y/o de repelencia a los insectos (ej. Menta, citronela, permetrina, etc.). Como materiales de cubierta y para dotar a las microcápsulas de resistencia mecánica o térmica se están utilizando materiales inorgánicos diversos como la sílice, el carbonato de calcio, óxidos metálicos, etc., lo que adicionalmente proporcionará a las microcápsulas de biocompatibilidad, seguridad y sostenibilidad.

Imagen de la microscopía electrónica de microcápsulas con cubierta de sílice con mejorada resistencia a temperatura y esfuerzos mecánicos. Imagen de la microscopía electrónica de microcápsulas con cubierta de sílice con mejorada resistencia a temperatura y esfuerzos mecánicos.

Las microcápsulas obtenidas a partir de este tipo de materiales, en general, son micropartículas sólidas con poros de tamaño nanométrico de entre 2 a 50 nm (10-9 m) donde se encuentra ocluido el aroma, permitiendo obtener mecanismos de liberación sostenidos en el tiempo, los cuales pueden ser regulados mediante diferentes parámetros durante la síntesis de dichas microcápsulas. La mejora de las propiedades de las microcápsulas permitirá además poder incorporarlas a los materiales que forman el zapato previamente, reduciendo así las pérdidas por rotura prematura de las microcápsulas durante el proceso de fabricación del calzado y la consecuente liberación o degradación del aroma encapsulado.
Inescop ofrece un servicio de evaluación de la incorporación de aromas microencapsulados aplicados en calzado y sus componentes, así como los ensayos de efecto antimicrobiano y citotóxico.

Informe realizado por Inescop.

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Categoría: Actualidad, Productos y Servicios

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