Poroso carbonato de calcio Las partículas de (CaCO3) están ganando popularidad para su uso 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 poros Carbonato de calcio
El método de plantilla se ha convertido en el enfoque principal para la preparación de carbonato de calcio poroso.
Los tensioactivos, los polímeros y los componentes vegetales naturales se utilizan como plantillas. Gracias a los avances en la investigación, se han desarrollado métodos como la coprecipitación, la emulsión por membrana y los métodos de solventes/hidrotermales. Estos métodos enriquecen enormemente las técnicas de preparación.
Entre las diversas técnicas de preparación, el método de plantilla es el más utilizado y está bien establecido. Su principio fundamental consiste en recubrir la plantilla elegida con carbonato de calcio, formando una estructura de núcleo-corteza. Posteriormente, la plantilla se elimina mediante disolución con disolvente, calcinación a alta temperatura o reacciones químicas. Este proceso da como resultado partículas con estructura hueca.
El método de plantilla se divide principalmente en métodos de plantilla blanda y rígida, predominando el método de plantilla blanda en la preparación de carbonato de calcio poroso. En este método, se utilizan tensioactivos de bajo peso molecular y disolventes orgánicos, junto con compuestos orgánicos de alto peso molecular o polímeros como plantillas.
El carbonato de calcio poroso preparado mediante el método de plantilla blanda suele tener formas cúbicas o esféricas. Estas partículas a menudo contienen estructuras de tipo gusano, y sus superficies pueden presentar 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, el enfoque se centra en el control de la morfología y los mecanismos de nucleación. El control de la morfología del CaCO3 poroso se logra principalmente mediante el uso de surfactantes, donde el proceso de producción también desempeña un papel clave. Existen diversos surfactantes, incluyendo moléculas pequeñas como el ácido L-aspártico aniónico. Lo más común es el uso de aditivos a base de polímeros, como el poliestireno sulfonato aniónico (PSS), el alcohol polivinílico no iónico (PVA), la poliacrilamida (PAM) y el óxido de polietileno (PEO). También se utilizan copolímeros de bloque anfifílicos (DHBC) y sistemas de surfactantes de dos componentes, como la compleja mezcla de SDS y el copolímero de 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 lo tanto, 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 utilizarse como material portador de fármacos, ofreciendo una alta capacidad de carga y una liberación sostenida eficaz. En particular, al recubrirlo con un material de recubrimiento sensible, previene la liberación repentina de pesticidas y mejora la capacidad de respuesta del sistema de administración. Esto da como resultado un sistema con propiedades de liberación controlada y multirreactiva.
Materiales de la batería
Los investigadores han utilizado por primera vez carbonato de calcio a nanoescala como aditivo de electrolito sólido en baterías de litio metálico. Este compuesto se une a subproductos como el HF en el electrolito, suprimiendo la acidez y formando una capa SEI más densa y robusta. Los iones Ca2+ liberados en el EC/DEC pueden adsorberse sobre la superficie metálica, proporcionando un efecto de apantallamiento electrostático.
Materiales plásticos
El carbonato de calcio poroso tiene aplicaciones versátiles en los 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 elevada superficie específica y la porosidad del carbonato de calcio poroso le confieren excelentes propiedades de adsorción. Una institución desarrolló un método para desfluorar las aguas residuales de flotación de mica de litio, utilizando un agente desfluorante que incluye un precipitante y un agente disruptor de la adsorción. Este último es carbonato de calcio poroso impregnado con NaOH y AlCl3. Al añadir el agente disruptor de la adsorción al agente desfluorante, se resuelve el problema de la eliminación del fluoruro de los complejos de ácido fluorosilícico.
Material adhesivo
Una empresa inventó un adhesivo de alta adherencia y resistente a los disolventes, así como su método de preparación, junto con una película compuesta de poliimida y una plantilla para serigrafía. El adhesivo se modifica con agentes de acoplamiento de fenilsilano y se carga con 18 a 30 partes de un agente de curado. La alta concentración de agente de curado proporciona al producto una gran adherencia y resistencia a los 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 ha inventado un material decorativo a base de papel con resistencia a los rayos UV. Este material, compuesto por rellenos porosos de carbonato de calcio impregnados con dióxido de titanio, crea una superficie similar al papel con una excelente protección contra los rayos UV.
Biosensores
Los biosensores son métodos de análisis rápidos a nivel molecular, que permiten detectar trazas. Tienen amplias perspectivas de aplicación en el diagnóstico clínico, el control industrial, el análisis de alimentos y medicamentos, la protección del medio ambiente y la investigación biotecnológica.
Aditivo para materiales de pavimentación asfáltica
Una empresa ha inventado un aditivo para pavimentos asfálticos, denominado pavimento asfáltico autorreparable, y su método de preparación. Este aditivo es un material compuesto formado por microcápsulas modificadas con nanocables de plata, un rejuvenecedor de asfalto y carbonato de calcio poroso. El material compuesto libera el rejuvenecedor de asfalto de forma gradual 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 convierte en una solución muy práctica.
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 de rata fetal. En comparación con otros materiales, el carbonato de calcio poroso no solo presenta buena porosidad, tamaño y conectividad de poros, 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, obteniendo 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 elevada 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 parte del carbonato de calcio poroso aún requiere avances significativos.
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