Estudio de composites basados en grafeno aplicados a la biotecnología

Abstract

En el estado del arte actual una de las mayores innovaciones que se han llevado a cabo en el campo del desarrollo de materiales son los composites, materiales compuestos que son capaces de heredar propiedades de sus componentes. En este proyecto no solo se usará como material a estudio un composite, junto a ello se analizará el impacto en las propiedades mecánicas que es capaz de generar el crear un composite en el que uno de sus componentes sea el grafeno, el llamado “Material del futuro”, un nanomaterial formado por monoláminas de carbono y cuyas propiedades, las cuales muchas aún están por descubrir su magnitud, no dejan de asombrar a toda la industria. Todo ello será aplicado a un elemento esencial dentro de la vida de las personas, que es el sector sanitario y biotecnológico, más específicamente a un adhesivo ampliamente utilizado para muchos fines dentro de este campo, el cemento óseo, usado para adherir huesos ya rotos y siendo la aproximación artificial más cercana al material biológico óseo. Creemos desde un inicio que este proyecto puede dar resultado al inicio de un gran avance dentro de este componente ya en uso, cuyos resultados, si nuestras suposiciones son correctas, incrementarán la funcionalidad del adhesivo y reducirán sus limitaciones, permitiendo una vida útil del componente más alargado que la ya presente y, en un final, permitiendo mejorar la vuelta a la normalidad tras la cirugía del paciente, con la tranquilidad que las partes adheridas se mantendrán firmemente unidas. En este proyecto se abarcará todo el proceso que llevará a un composite formado por el cemento óseo blanco y un determinado porcentaje en masa de uno de los nanomateriales que se engloba en este proyecto con unas propiedades optimas, considerando así que se ha llegado a un óptimo local marcado por los análisis de todos los ensayos pertinentes. En proyectos precedentes a este se llegó a un óptimo local respecto a la composición del composite de 0,1% en masa de grafeno (G). Las variantes de nanomaterial base carbono abarcadas en este proyecto serán el G, el grafeno oxidado (GO) y las nanoplaquetas de grafeno (NPG), cuyos porcentajes en masa irán variando hasta encontrar otro óptimo local que supere al anterior hallado y al cemento base, como es lógico. Por lo tanto los parámetros de diseño a optimizar serán el porcentaje en masa del nanomaterial y el tipo de nanomaterial a usar.

In the current state of the art one of the greatest innovations that have been carried out in the field of material development are composites, composite materials that are capable of inheriting properties of their components. In this project, not only a composite will be used as a study material, together with it, the impact on the mechanical properties that is capable of generating when creating a composite in which one of its components is graphene, the so-called “Material of the future ”, a nanomaterial formed by carbon monolines and whose properties, many of which are yet to be discovered in their magnitude, do not cease to amaze the entire industry. All this will be applied to an essential element in people's lives, which is the health and biotechnology sector, more specifically to an adhesive widely used for many purposes within this field, bone cement, used to adhere already broken bones and being the closest artificial approximation to bone biological material. We believe from the beginning that this project can result in the beginning of a breakthrough within this component already in use, the results of which, if our assumptions are correct, will increase the functionality of the adhesive and reduce its limitations, allowing a longer component life. lengthened than the one already present and, in the end, allowing to improve the return to normality after the patient's surgery, with the peace of mind that the adhered parts will remain firmly united. This project will cover the entire process that will lead to a composite made up of white bone cement and a certain percentage by mass of one of the nanomaterials that is included in this project with optimal properties, thus considering that an optimum has been reached. local marked by analyzes of all relevant trials. In projects preceding this one, a local optimum was reached regarding the composition of the composite of 0.1% graphene by mass (G). The carbon-based nanomaterial variants covered in this project will be G, oxidized graphene (GO) and graphene nanoplates (NPG), whose percentages by mass will vary until another local optimum is found that exceeds the previous one found and the base cement. like is logic. Therefore, the design parameters to be optimized will be the mass percentage of the nanomaterial and the type of nanomaterial to be used.