Desarrollo de recubrimientos antibacteriales nanoestructurados por medio de procesos ambientalmente sostenibles para su aplicación en la industria nacional

Detalles del proyecto

Descripción

Diferentes accesorios para baño se fabrican en ABS sometido a un proceso de metalización que permite ofrecer al mercado piezas con las propiedades de apariencia y resistencia al deterioro requeridas. Por un lado, en el pretratamiento de estas piezas para el metalizado se emplean actualmente compuestos a base de cromo, con un impacto negativo para el medio ambiente y la salud de las personas, así como sales de paladio, que son bastante costosas. Por otro lado, las condiciones de uso de estos accesorios pueden facilitar la colonización por microorganismos, que cuando son patógenos implican riesgos para la salud de las personas. En este proyecto se busca el desarrollo de alternativas para ambos problemas con base en la tecnología electroless plating. En primer lugar, se desarrollará un nuevo pretratamiento sobre ABS, libre de cromo y paladio, con un bajo impacto ambiental. En segundo lugar, se desarrollarán recubrimientos electroless nanoestructurados para la capa final del sistema de metalizado, con propiedades antimicrobianas para permitir su fácil desinfección. Para este propósito, se fabricarán prototipos de ABS metalizado, a escala de laboratorio y escala piloto, y se evaluarán sus propiedades por diferentes técnicas. Este proyecto, en el que participará la Universidad de Medellín, la UPB, la Universidad de Antioquia y la empresa Sumicol, permitirá brindar alternativas al sector industrial para hacer uso eficiente de los recursos mediante la prevención, manejo y control de sus impactos ambientales, así como la disminución de riesgos de salud en sus operarios y en los usuarios finales. Por otro lado, se posibilita la capacitación de recursos humanos de alto nivel a través de la vinculación de estudiantes de pregrado y maestría.

Objetivo

Desarrollar un nuevo proceso de metalizado de ABS a partir de recubrimientos electroless de níquel nanoestructurados con el propósito de conferirle características antimicrobianas y contribuir a la disminución de la contaminación del medio ambiente.

Resultados esperados

1. Nuevo conocimiento:
a. Efecto del grabado y activado en sustratos de acrilonitrilo butadieno estireno (ABS).
b. Metalización de sustratos de acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) mediante recubrimientos electroless de níquel.
c. Propiedades morfológicas y mecánicas de los recubrimientos electroless de níquel formados sobre sustratos de ABS caracterizadas.
d. Incorporación de nanopartículas de ZnO y Ag en los recubrimientos electroless de níquel.
e. Propiedades morfológicas y mecánicas de los recubrimientos electroless de níquel nanoestructurados formados sobre sustratos de ABS caracterizadas.
f. Estudios de la valoración antimicrobiana de recubrimientos electroless Ni-P nanoestructurados.
g. Determinación de la viabilidad financiera y técnica del procedimiento desarrollado con miras a ser implementado por la empresa.
h. Ilustración de diagrama de flujo de proceso para implementación del método a nivel industrial
2. Desarrollo tecnológico:
a. Procedimiento para metalizar ABS mediante recubrimientos electroless Ni-P.
b. Procedimiento para desarrollar recubrimientos nanoestructurados con propiedades antimicrobianas.
3. Capacidades alcanzadas:
a. Capacidad de producir recubrimientos nanoestructurados con propiedades antimicrobianas.
b. Capacidad para preparar superficialmente sustratos de ABS sin la utilización de sustancias nocivas para la salud y el medioambiente
c. Capacidad para utilizar de forma eficiente los recursos mediante la prevención, manejo y control de sus impactos ambientales.
d. Capacidad de aplicar recubrimientos nanoestructuras a piezas de ABS a escala piloto.
4. Fortalecimiento de las instituciones
a. Aumento en los indicadores de ciencia y tecnología de las instituciones participantes al contar con productos de nuevo conocimiento publicados en bases de datos internacionales.
b. Formación de recurso humano calificado a nivel de maestría en ingeniería de materiales, que tenga la capacidad de impulsar la innovación y el desarrollo del sector productivo nacional.
c. Desarrollo de sinergias para el desarrollo de proyectos conjuntos entre las entidades académicas y las empresas aliadas.
d. Cooperación entre los miembros de diferentes grupos de investigación de diferentes instituciones y con miembros del sector productivo.
e. Desarrollo en el conocimiento en el desarrollo de recubrimientos nanoestructurados antimicrobianos.
f. Desarrollo en el conocimiento para metalizar sustratos poliméricos sin la utilización de agentes nocivos.
g. Posibilidad de impulsar la oferta de nuevos productos diferenciadores en el sector industrial.
PRODUCTOS COMPROMETIDOS
• Procedimiento para metalizar ABS mediante recubrimientos electroless Ni-P.
• Procedimiento para desarrollar recubrimiento nanoestructurados con propiedades antimicrobianas.
• Estudio de costos de proceso para la implementación del proceso propuesto a nivel industrial.
• Estudio de mercado para productos con recubrimientos antimicrobianos.
• Artículo ISI o Scopus A1 (aceptado para publicación).
• Formación de un estudiante maestría.
• Vinculación de un estudiante de pregrado.
• Diagrama de flujo de proceso (DFT).
• Prototipos metalizados a escala laboratorio y piloto utilizando recubrimientos desarrollados.
• Ficha de identificación de activos de conocimiento generados en el proyecto.
• Seminario de socialización entre las 9 instituciones organizadoras de la convocatoria
Título cortoMetalización poliméros electroless antibacterial
SiglaElectroless Ni+NPs
EstadoNo iniciado

Palabras clave

  • ABS
  • Electroless
  • antibacterial
  • metalizado