Influencia de la concentración de nanopartículas de BaTiO3 en membranas de polihidroxibutirato y almidón sobre el coeficiente piezoeléctrico
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Date
2024
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Publisher
Universidad Nacional de Trujillo. Fondo Editorial
Abstract
La presente investigación tuvo como objetivo estudiar el efecto de la concentración
de las nanopartículas de BaTiO3 en membranas compuestas de polihidroxibutirato
(PHB)-almidón, con el fin de evaluar su coeficiente piezoeléctrico para una posible
aplicación en osteogénesis, además de determinar las propiedades estructurales,
morfológicas y reológicas de las membranas obtenidas. Se llevó a cabo un proceso
que involucró la transformación de nanopartículas de BaTiO3, seguido por la
formación de nanocompuestos de BaTiO3 recubiertos con PHB y la síntesis de
membranas de PHB-Almidón con nanopartículas de BaTiO3. El análisis de los
espectros FTIR reveló la formación de enlaces de hidrógeno bandas alrededor de
560cm-1 y 3360cm-1, entre el BaTiO3-OH y el PHB, confirmando la encapsulación
de las nanopartículas en la matriz polimérica. Asimismo, los patrones de DRX de
las membranas mostraron picos característicos de BaTiO3 en fase tetragonal
piezoeléctrica (002/200), (012/120) cuya intensidad aumentó en relación directa a
la variación de BaTiO3. El aumento de concentración de BaTiO3 en las membranas
del presente estudio, evidenciaron mejoras tanto en las propiedades estructurales,
morfológicas, reológicas y piezoeléctricas de las membranas de PHB y Almidón.
Los valores obtenidos respecto al coeficiente piezoeléctricos fueron 14.87pm/V,
41.63pm/V, 62.14pm/V relacionándose directamente con el incremento de las
nanopartículas de BaTiO3 a la matriz polimérica, mejorando significativamente las
propiedades piezoeléctricas respecto a membrana basadas en solo
polihidroxibutirato con fines de osteogénesis.
ABSTRACT
The present research aimed to study the effect of the concentration of BaTiO3
nanoparticles in polyhydroxybutyrate (PHB)-starch composite membranes, in order
to evaluate their piezoelectric coefficient for a possible application in osteogenesis,
as well as to determine the structural, morphological and rheological properties of
the membranes obtained. A process involving the transformation of BaTiO3
nanoparticles, followed by the formation of PHB-coated BaTiO3 nanocomposites
and the synthesis of PHB-Starch membranes with BaTiO3 nanoparticles was
carried out. Analysis of FTIR spectra revealed the formation of hydrogen bonds
bands around 560cm-1 and 3360cm-1
, between BaTiO3-OH and PHB, confirming
the encapsulation of the nanoparticles in the polymeric matrix. Likewise, the XRD
patterns of the membranes showed characteristic peaks of BaTiO3 in piezoelectric
tetragonal phase (002/200), (012/120) whose intensity increased in direct relation
to the variation of BaTiO3. The increase of BaTiO3 concentration in the membranes
of the present study, evidenced improvements in the structural, morphological,
rheological and piezoelectric properties of the PHB and starch membranes. The
values obtained with respect to the piezoelectric coefficient were 14.87pm/V,
41.63pm/V, 62.14pm/V directly related to the increase of BaTiO3 nanoparticles to
the polymeric matrix, significantly improving the piezoelectric properties with
respect to membranes based only on polyhydroxybutyrate for osteogenesis
purposes.
Description
Keywords
TECHNOLOGY::Titanato de Bario (BaTiO3), Polihidroxibutirato (PHB), Almidón,
piezoelectricidad, membrana, nanopartícula.