El proyecto NANOSURF se encuentra dentro del ”Programa de proyectos de I+D en colaboración” del IVACE, en el que participan los IITT: AIDIMME, ITC, AITEX y AIMPLAS (este último como coordinador). En este proyecto se estudia la enormemente prometedora tecnología de recubrimientos, desarrollando al mismo tiempo sinergias y nuevas aplicaciones, ampliando el rango de sectores industriales y potencial de aplicación.

El objetivo general del proyecto NANOSURF es el estudio de aplicación de las tecnologías de tratamiento superficial, mediante la aplicación de la nanotecnología, para la obtención de nuevas propiedades en los sustratos. Para ello, y dado que convencionalmente en cada sector industrial se emplean unas tecnologías concretas se pretende que mediante una estrecha colaboración se estudie la posibilidad de intercambiar conocimiento e implementar tecnologías ya maduras en un sector en otros sectores industriales. Los sectores implicados serán: plástico, textiles, maderas, metal y cerámico.

En el primer año del proyecto NANOSURF se han empezado a desarrollar diferentes casos de estudio en cada centro tecnológico. En el sector de la madera se está estudiando la problemática de la falta de adhesión entre un tablero de melamina y el barniz. También se quiere mejorar, al mismo tiempo, la problemática de la hinchazón del tablero debido a la absorción de agua, que suele ocurrir en lugares expuestos a la humedad. Por ello, mediante la utilización de plasma, se pretende mejorar esta problemática, aumentando la humectabilidad y la adherencia entre la melamina y el barniz, así como aumentar la hidrofobicidad en la superficie exterior del barniz.

También se está abordando la problemática de la falta de adherencia entre dos superficies muy distintas, aluminio y madera. En los últimos años, las industrias del mueble innovan en sus materiales y combinan elementos de diferente naturaleza, entre ellos muebles de aluminio forrados de chapa de madera muy fina. De esta manera, se obtienen muebles ligeros y con la calidez de la madera. Por ello, se está realizando un segundo caso de estudio en el que se utiliza el plasma para aumentar la adherencia entre el aluminio y la madera, en ausencia de promotor de la adhesión, de manera que se pueda incorporar esta técnica en la cadena de producción.

© AIDIMME – Ensayo para la determinación del ángulo de contacto en una probeta de aluminio sin tratar (izquierda) y tras el tratamiento plasma (derecha).

En el caso del sustrato metal, los trabajos realizados durante la primera anualidad se han centrado en el estudio del control del tamaño y distribución de nanopartículas sobre distintos sustratos metálicos y carbonosos mediante técnicas electroquímicas. A través del control del tamaño y la distribución de deposición de nanopartículas sobre distintos sustratos metálicos/carbonosos se puede aumentar la actividad catalítica de un material. Las técnicas electroquímicas ofrecen la posibilidad del estudio “a la carta” de dicho control.

El objetivo principal de dicho estudio es el aumentar la eficiencia de los procesos químicos/catalíticos y por ende de la eficacia de cualquier otra funcionalidad como la bactericida, a través de una mejora en la disminución del tamaño de las nanopartículas generadas, un mayor anclaje/adhesión y una mayor homogeneidad en la distribución, evitando aglomeraciones.

Los resultados han permitido obtener metodologías de trabajo con las que es posible controlar el tamaño de las nanopartículas en un rango entre 90 a 20 nm y cubriciones de 25% en superficie para el acero y superiores al 90% en el caso del cobre o grafito. Además se comprobó una correspondencia entre el análisis de las curvas cronoamperométricas y el análisis digital de las imágenes del SEM. Las variables que más influyen en el control han sido, la técnica electroquímica, el voltaje, el tiempo y la concentración de la disolución precursora. Otras variables como la distribución del fluido así como la disposición del sustrato también se han estudiado.

© AIDIMME – Ejemplo de imágenes obtenidas sobre sustrato grafito en diferentes condiciones de trabajo utilizando distintas técnicas electroquímicas.

De manera conjunta y aprovechando las sinergias encontradas durante el primer año, durante el segundo año de proyecto, se ha decidido volcar todos los esfuerzos técnicos en sacar provecho de los conocimientos y experiencia adquirida en los casos de estudio individuales y aplicarlo en el caso convergente. Los recursos que van a ser aprovechados y que provocan convergencias y sinergias entre los centros se encuentran a nivel de metodología de recubrimiento, caracterización y aplicación fina.

El trabajo multidisciplinar y colaborativo entre centros será clave para tan ambicioso estudio: 5 tipologías de materiales, generación de barnices y dispersiones como base de recubrimiento antifouling y antimicrobiano (AIMPLAS), innovadores tratamientos superficiales rescatados de los casos de estudio individuales de AITEX (nanocápsulas y deposición de nanofibras mediante electrohilatura), aplicación y activación de los diferentes substratos (todos los centros), y caracterizaciones convergentes de los recubrimientos finales (morfología microbiología en AIDIMME e ITC y simulación de proceso de fouling en AIMPLAS).

© AIDIMME – Ensayo de simulación de medio marino para la determinación de las propiedades antifouling de las muestras tratadas.