La descomposición de los alimentos, el acidez del vino y el empeoramiento de las heridas tienen un culpable común: un proceso llamado oxidación. Aunque los efectos adversos de estas reacciones químicas pueden verse reducidos por los antioxidantes, crear una plataforma resistente capaz de proporcionar actividad antioxidante prolongada es un desafío continuo.
Los investigadores de la Universidad Texas A&M podrían haber resuelto este problema con sus nuevas esteras antioxidantes. Hecho de una red entrelazada de hebras ultrafinas de un polímero y un antioxidante que se encuentra en el vino tinto, los investigadores dijeron que estas esteras son fuertes, estables y capacesde administrar actividad antioxidante por períodos prolongados de tiempo.
"Nuestra innovación es que hemos afinado los pasos necesarios para hilar fibras ultra microscópicas sin defectos para hacer esteras antioxidantes de alto rendimiento", dijo Adwait Gaikwad, un estudiante graduado en el laboratorio de la profesora Svetlana Sukhishvili en el Colegio deIngeniería y uno de los principales autores del estudio: "Cada fibra está ligada intermolecularmente a varias moléculas antioxidantes, por lo que la estera final, que está compuesta por millones y millones de esas fibras, ha mejorado la funcionalidad antioxidante".
Se publicó una descripción de su estudio en la edición de febrero de la revista Materiales aplicados e interfaces ACS .
Aunque la oxidación es un fenómeno natural común, esta reacción química puede ser perjudicial si no se controla. Por ejemplo, en las bebidas alcohólicas, demasiada oxidación conduce a la formación de acetaldehído a partir del alcohol, alterando el sabor, el color y el aroma de la bebida.En el cuerpo, el estrés oxidativo provoca una acumulación de radicales libres que pueden dañar las células y los tejidos corporales sanos.
Sin embargo, las reacciones oxidativas pueden mantenerse bajo control por la acción de los antioxidantes. Estos compuestos se combinan fácilmente con oxígeno ambiental o donan electrones para neutralizar los radicales cargados. De los muchos antioxidantes, una molécula que se encuentra en el vino tinto llamada ácido tánico es particularmente atractiva porquetambién es antibacteriano y antiviral. Los investigadores dijeron que estas propiedades notables se deben a la presencia de agrupaciones de átomos llamados polifenoles dentro de la estructura molecular del ácido tánico.
"Los polifenoles son compuestos orgánicos naturales que también son conocidos por sus propiedades antioxidantes", dijo Hanna Hlushko, también estudiante graduada en el laboratorio de Sukhishvili y autora principal del estudio. "Resulta que el ácido tánico está repleto de estos motivos de polifenoles"., lo que lo convierte en un socio de unión eficiente para muchas moléculas y un gran eliminador de radicales libres ".
En estudios anteriores, los antioxidantes se mezclaron en esteras sintéticas. En pocas palabras, en esta técnica, las esteras se hacen mezclando primero un polímero y antioxidantes y luego aplanándolos en una lámina. Pero los investigadores dijeron que estas esteras tienen una funcionalidad menor porqueEl área de superficie para la actividad antioxidante es limitada.
Y así, para aumentar el área de superficie para la actividad antioxidante, crearon una malla antioxidante hecha con fibras ultrafinas de polímero y ácido tánico. Por lo tanto, cada hebra de esta esterilla similar a una malla podría contribuir a la actividad antioxidante. Además, a diferencia del anteriorEn la técnica de mezcla, eligieron un polímero que podría retener moléculas de ácido tánico formando enlaces de hidrógeno, lo que aumentaría la resistencia general de la esterilla final.
Para hacer estas fibras, los investigadores llenaron una jeringa con ácido tánico, un polímero llamado polivinilpirrolidona y una combinación de solventes. Luego, al exprimir la solución mixta de polímero y antioxidante de la jeringa, aplicaron un voltaje de 16 kilovoltios entrela punta de la jeringa y un colector de tambor giratorio ubicado a poca distancia. Este voltaje extremadamente alto atrajo el polímero a nanofibras mientras viajaba de la jeringa al tambor de recolección. Al final del proceso de hilado, tenían una nanofibra entretejidaestera.
Cuando los investigadores examinaron estas esteras bajo un microscopio electrónico de alta potencia, encontraron que las nanofibras no tenían ningún defecto que pudiera comprometer las propiedades mecánicas de la estera. Además, mostraron que estas esteras son estables al pH del agua y pueden proporcionaractividad antioxidante sostenida mediante la liberación continua de ácido tánico durante unos 20 días.
También notaron que los enlaces de hidrógeno entre la polivinilpirrolidona y el ácido tánico aumentaron la resistencia de sus alfombras hasta 10 veces más que las alfombras hiladas solo con fibras de polivinilpirrolidona. Por lo tanto, el diseño de nanofibras hizo que las alfombras fueran mecánicamente fuertes y sin embargo les dio tela-como flexibilidad para envolver objetos.
"Hemos creado esteras antioxidantes con una gran área de superficie, propiedades mecánicas robustas y la capacidad de proporcionar protección antioxidante a largo plazo", dijo Gaikwad. "Además, la liberación de ácido tánico es bajo demanda - los enlaces de hidrógeno se mantienenlos antioxidantes en el material hasta que haya un estímulo externo, como el pH. Estas propiedades hacen que nuestras alfombrillas sean adecuadas para diversas aplicaciones, desde vendajes para curar heridas hasta revestimientos internos de contenedores para el almacenamiento de alimentos ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Texas A&M . Original escrito por Vandana Suresh y Dharmesh Patel. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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