Facultad de Ciencias e Ingeniería

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Start date: 2020Subject: search.filters.subject.Nanotecnología

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    Fabricación y caracterización de bionanocompuestos a partir de Nostoc Commune
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2025-01-15) Cornejo Tafur, William Gianfranco; Torres García, Fernando Gilberto
    El constante uso de polímeros comerciales derivados de petróleo en la industria ha traído a discusión problemas que estos pueden generar en el medio ambiente como su tardía degradación. A raíz de esto, los bioplásticos hechos de biopolímeros y materiales naturales han surgido como una alternativa al uso de plásticos comerciales. Por esta razón, en la presente tesis se desarrolla la fabricación y caracterización de un nuevo bionanocompuesto hecho a partir de Nostoc commune, una cianobacteria común que crece en la sierra andina de Perú, y nanorefuerzos de montmorillonita (MMT), una nanoarcilla. A través de un método de extracción sistemático se obtuvo los exopolisacáridos de N. commune con una eficiencia similar a otros métodos de extracción revisados en la literatura. Posteriormente, diferentes cantidades de MMT (0, 1, 2, 5 y 7 wt%) se agregaron para la fabricación de films del bionanocompuesto de N. commune con MMT. Las caracterizaciones fisicoquímicas mediante FTIR permitió conocer la presencia de grupos hidroxilos, polifenoles, carboxilos, hidrocarbonos y unidades de glucosa típicos de los exopolisacáridos. Además, se identificó un aumento de grupos OH al aumentar las cantidades de MMT. Las caracterizaciones térmicas de TGA demostraron que existe una mejor estabilidad térmica para los films de NC/MMT 5% y 7% cuando la pérdida de peso es de 50% al tener temperaturas de degradación de hasta 90ºC más respecto al film base. Por otra parte, el DSC realizado mostró que los picos endotérmicos asociados a la perdida de humedad no son afectados por la presencia de MMT. La caracterización morfológica demostró que agregar MMT al biopolímero hace que pierda su uniformidad debido al aumento de rugosidad en su superficie. Las caracterizaciones mecánicas demostraron que los films con MMT presentaron mejores propiedades mecánicas, siendo los films de NC/MMT 5 wt% los que tuvieron los valores más altos de módulo elástico y resistencia (20.02 MPa y 2.24 MPa, respectivamente). Es decir, un aumento de 20.02% y 50.33% de estas propiedades respecto al film base. Los resultados encontrados en el presente trabajo sugieren que estos nuevos bionanocompuestos a partir de N. commune puede servir como un material prometedor con potenciales aplicaciones biomédicas como recubrimientos o membranas.
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    Desarrollo de métodos de fabricación de nanopartículas cargadas con productos biológicos
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-07-12) Tejada Cardeña, Marco Antonio; Torres Garcia, Fernando Gilberto
    La baja solubilidad acuosa de productos biológicos como la curcumina es un problema que limita su uso terapéutico en el tratamiento de una gran variedad de enfermedades y que puede ser superado al cargar estos productos en nanopartículas de almidón. El objetivo principal de la presente tesis es desarrollar métodos de fabricación de nanopartículas cargadas con curcumina. Primero, se obtuvo almidón de papas comerciales de la variedad Huamantanga. Además, se fabricaron nanopartículas de almidón cargadas con curcumina mediante nanoprecipitación, método que requiere una fase solvente para disolver el almidón y una fase no solvente para la formación de las nanopartículas. Posteriormente, se caracterizaron las nanopartículas mediante microscopía de fuerza atómica (AFM), dispersión dinámica de luz (DLS), calorimetría diferencial de barrido (DSC), espectroscopia infrarroja con transformada de Fourier (FTIR) y espectroscopia ultravioleta-visible (UV-Vis). Finalmente, se evaluó el efecto de la urea y el tripolifosfato de sodio (STPP) en las propiedades fisicoquímicas de las nanopartículas fabricadas. Se obtuvo que los rendimientos de extracción de las nanopartículas de almidón con y sin carga de curcumina están entre 94.26 y 56.71 %. Los tamaños de las nanopartículas fabricadas están entre 46 y 74 nm y los índices de polidispersidad entre 0.213 y 0.386, lo que demuestra una distribución de tamaño homogénea. Se logró desarrollar los métodos de fabricación de nanopartículas cargadas con curcumina que permitieron cargar la curcumina dentro de las nanopartículas de almidón y se determinó que la formulación óptima está compuesta de 0.15 g de urea y 0.4 g de STPP por presentar la más alta eficiencia de carga, 86 %, y el más bajo índice de polidispersidad, 0.238. Los resultados expuestos servirán como base para el desarrollo de materiales con aplicaciones biomédicas a partir de recursos naturales.