Oxidación de celulosa bacteriana por medio de ácido peracético e hibridación con nanopartículas de ZnO y SiO2

Abstract

El aumento de los impactos ambientales negativos de los polímeros sintéticos ha impulsado la búsqueda de materiales provenientes de fuentes renovables y sostenibles que los sustituyan. Este trabajo presenta los resultados de la oxidación de celulosa bacteriana (CB) mediante ácido peracético (APA) y su posterior hibridación con nanopartículas de ZnO y SiO₂, con el objetivo de obtener películas con propiedades funcionales. La oxidación con APA mostró un grado de oxidación (DO = 0,0657) y contenido de grupos carboxilato (σ = 0,40) relativamente bajos en comparación con otros agentes oxidantes como TEMPO. No obstante, técnicas como FT-IR y XPS confirmaron la funcionalización de la celulosa al identificar señales asociadas a grupos carboxilato. Además, análisis por DLS revelaron fibrillas con tamaños entre 1013 d.nm y 178 d.nm, y un potencial Z de -52 mV, lo cual indica suspensiones estables, características de celulosa oxidada. Posteriormente, la celulosa oxidada (POBN) se empleó como matriz para incorporar nanopartículas (NPs) de ZnO y SiO₂ mediante dos metodologías: síntesis in situ y dispersión. Las técnicas FT-IR, DRX, XPS y UV-Vis confirmaron la incorporación de las NPSs a la matriz celulósica. Las películas obtenidas exhibieron propiedades barrera prometedoras, como aumento en el ángulo de contacto al agua, lo que indica menor hidrofilicidad, y actividad antimicrobiana frente a bacterias Grampositivas y Gramnegativas, esta última particularmente en biocompuestos con NPSs de ZnO dispersas. Este estudio demuestra el potencial de la POBN como matriz híbrida para el desarrollo de materiales funcionales sostenibles con aplicaciones en empaques activos o recubrimientos antimicrobianos.