Poroso carbonato de calcio Las partículas de (CaCO₃) están ganando popularidad en cromatografía, carga de biomoléculas y liberación de fármacos. También se aplican en minerales biomiméticos y en la construcción de superficies superhidrofóbicas.
Preparación Tecnología de Poroso Carbonato de calcio
El método de plantilla se ha convertido en el enfoque principal para preparar poros. carbonato de calcio.
Se utilizan surfactantes, polímeros y componentes vegetales naturales como plantillas. Gracias al avance de la investigación, se han desarrollado métodos como la coprecipitación, la membrana de emulsión y los métodos solventes/hidrotermales. Estos métodos enriquecen considerablemente las técnicas de preparación.
Entre las diversas técnicas de preparación, el método de la plantilla es el más común y consolidado. El principio fundamental consiste en recubrir la plantilla elegida con carbonato de calcio, formando una estructura de núcleo-capa. Posteriormente, la plantilla se elimina mediante disolución en disolvente, calcinación a alta temperatura o químico reacciones. Este proceso da como resultado partículas huecas estructuradas.
El método de plantilla se divide principalmente en métodos de plantilla blanda y dura, siendo el método de plantilla blanda el predominante en la preparación de carbonato de calcio poroso. En el método de plantilla, se utilizan surfactantes de bajo peso molecular y disolventes orgánicos, junto con compuestos orgánicos o polímeros de alto peso molecular como plantillas.
El carbonato de calcio poroso preparado mediante el método de plantilla blanda suele tener formas cúbicas o esféricas. Estas partículas suelen contener estructuras de agujeros de gusano, y sus superficies pueden contener pequeñas cantidades de agentes de plantilla o productos de descomposición.
Carbonato de calcio Tecnología de control de poros y morfología
En la preparación de partículas porosas de CaCO₃, la atención se centra en el control de la morfología y los mecanismos de nucleación. Este control se logra principalmente mediante surfactantes, siendo el proceso de producción también un factor clave. Existen diversos surfactantes, incluyendo moléculas pequeñas como el ácido L-aspártico aniónico. Los aditivos más comunes son los basados en polímeros, como el poliestireno sulfonato (PSS) aniónico, el alcohol polivinílico (PVA) no iónico, la poliacrilamida (PAM) y el óxido de polietileno (PEO). También se emplean copolímeros de bloque anfifílicos (DHBC) y sistemas surfactantes de dos componentes, como el complejo SDS y la mezcla de copolímeros tribloque PEO-PPO-PEO.
Campos de aplicación del carbonato de calcio poroso
Las aplicaciones del carbonato de calcio poroso dependen principalmente de su estructura y forma cristalina.
Por ello, el estudio de sus métodos y mecanismos de preparación se ha convertido en un tema candente en su desarrollo.
Farmacéutico Transportador
El carbonato de calcio poroso puede servir como material portador de fármacos, ofreciendo una alta capacidad de carga y una buena liberación sostenida. Especialmente cuando se envuelve con un material de cubierta sensible, puede prevenir la liberación repentina de pesticidas y mejorar la respuesta del sistema de administración de fármacos. Esto da como resultado un sistema con propiedades de liberación controlada de respuesta múltiple.
Materiales de la batería
Los investigadores han utilizado por primera vez el carbonato de calcio a escala nanométrica como aditivo electrolítico sólido en baterías de litio metálico. Este se une a subproductos como el HF en el electrolito, suprimiendo la acidez y formando una capa de SEI más densa y robusta. Los iones de Ca₂₂ liberados en EC/DEC pueden adsorberse sobre la superficie metálica, proporcionando un efecto de blindaje electrostático.
Materiales plásticos
El carbonato de calcio poroso tiene aplicaciones versátiles en plásticos. Por un lado, sirve como relleno para mejorar las propiedades mecánicas y ópticas. Por otro lado, actúa como agente nucleante para mejorar la procesabilidad.
Material de adsorción
La alta superficie específica y porosidad del carbonato de calcio poroso le confieren excelentes propiedades de adsorción. Una institución inventó un método para desfluorar las aguas residuales de la flotación de mica de litio, utilizando un agente desfluorante que incluye un precipitante y un agente disruptor de la adsorción. Este agente disruptor de la adsorción es carbonato de calcio poroso cargado con NaOH y AlCl₃. Al añadir el agente disruptor de la adsorción al agente desfluorante, se soluciona el reto de eliminar el fluoruro de los complejos de ácido fluorosilícico.
Material adhesivo
Una empresa inventó un adhesivo de alta adherencia y resistente a disolventes, así como su método de preparación, junto con una película de compuesto de poliimida y una plantilla de serigrafía. El adhesivo se modifica con agentes de acoplamiento de fenilsilano y se carga con 18-30 partes de agente de curado. Esta alta carga de agente de curado proporciona al producto una alta adherencia y resistencia a disolventes, lo que lo hace especialmente adecuado para unir películas de poliimida y mallas metálicas para plantillas de serigrafía.
Materiales de revestimiento a base de papel
Una empresa inventó un material decorativo a base de papel con resistencia a los rayos UV. En este material, se utilizan rellenos de carbonato de calcio poroso con dióxido de titanio, creando una superficie a base de papel con excelente protección UV.
Biosensores
Los biosensores son métodos rápidos de análisis de trazas a nivel molecular. Tienen amplias posibilidades de aplicación en el diagnóstico clínico, el control industrial, el análisis de alimentos y fármacos, la protección ambiental y la investigación biotecnológica.
Aditivo para materiales de pavimento asfáltico
Una empresa inventó un aditivo para pavimentos asfálticos, un pavimento asfáltico autorreparador, y su método de preparación. El aditivo es un material compuesto hecho de microcápsulas modificadas con nanocables de plata, rejuvenecedor asfáltico y carbonato de calcio poroso. El material compuesto libera el rejuvenecedor asfáltico de forma lenta y eficaz a medida que se forma el pavimento, compensando la pérdida de componentes aromáticos. Esto retrasa el envejecimiento y el agrietamiento del asfalto. El efecto sinérgico de ambos componentes mejora la durabilidad y la capacidad de autorreparación del pavimento asfáltico, lo que lo hace muy práctico.
Biocerámicas
Debido a su excelente osteoconductividad, biocompatibilidad y degradabilidad, el carbonato de calcio se utiliza ampliamente en biología y medicina. A principios de la década de 1990, el carbonato de calcio poroso ya se utilizaba para el cultivo in vitro de células de médula ósea humana, fibroblastos, fibroblastos gingivales y osteoblastos fetales de rata. En comparación con otros materiales, el carbonato de calcio poroso no solo presenta buena porosidad, tamaño y conectividad de poro, sino que también muestra una mejor biocompatibilidad. Ayuda a guiar la regeneración y reparación ósea. Clínicamente, en ortopedia y cirugía maxilofacial, el carbonato de calcio poroso se ha utilizado para la reparación de defectos óseos, con buenos resultados.
Conclusión
Actualmente, la investigación sobre el carbonato de calcio poroso se centra en sus aplicaciones de alta gama. Gracias a su estructura porosa, su alta superficie específica y su porosidad, se utiliza como agente de tratamiento de agua para adsorber sustancias disueltas y materiales coloidales. Sin embargo, la investigación sobre la adsorción de contaminantes gaseosos, partículas finas y metales pesados por el carbonato de calcio poroso aún requiere avances.
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