La celulosa bacteriana es un compuesto orgánico con la fórmula ( C
6H
10O
5)
norteproducido por ciertos tipos de bacterias . Si bien la celulosa es un material estructural básico de la mayoría de las plantas, también es producida por bacterias, principalmente de los géneros Acetobacter , Sarcina ventriculi y Agrobacterium . La celulosa bacteriana o microbiana tiene propiedades diferentes de la celulosa vegetal y se caracteriza por su alta pureza, resistencia, moldeabilidad y mayor capacidad de retención de agua. [1] En los hábitats naturales, la mayoría de las bacterias sintetizan polisacáridos extracelulares., como la celulosa, que forman envolturas protectoras alrededor de las células. Si bien la celulosa bacteriana se produce en la naturaleza, actualmente se están investigando muchos métodos para mejorar el crecimiento de la celulosa a partir de cultivos en laboratorios como un proceso a gran escala. Controlando los métodos de síntesis, la celulosa microbiana resultante se puede adaptar para que tenga propiedades deseables específicas. Por ejemplo, se ha prestado atención a la bacteria Acetobacter xylinum debido a las propiedades mecánicas únicas de su celulosa y sus aplicaciones a la biotecnología , microbiología y ciencia de materiales . Históricamente, la celulosa bacteriana se ha limitado a la fabricación de Nata de coco , un producto alimenticio del sudeste asiático. [2] Con los avances en la capacidad de sintetizar y caracterizar la celulosa bacteriana, el material se está utilizando para una amplia variedad de aplicaciones comerciales que incluyen textiles, cosméticos y productos alimenticios, así como aplicaciones médicas. Se han concedido muchas patentes en aplicaciones de celulosa microbiana y varias áreas activas de investigación están intentando caracterizar mejor la celulosa microbiana y utilizarla en nuevas áreas. [1]
Historia
Como material, la celulosa fue descubierta por primera vez en 1838 por Anselme Payen. Payen pudo aislar la celulosa de la otra materia vegetal y caracterizarla químicamente. En una de sus primeras y más comunes aplicaciones industriales, la celulosa de la pulpa de madera se utilizó para fabricar papel. Es ideal para mostrar información en forma impresa debido a su alta reflectividad, alto contraste, bajo costo y flexibilidad. El descubrimiento de la celulosa producida por bacterias, específicamente del Acetobacter xylinum , fue acreditado a AJ Brown en 1886 con la síntesis de una estera gelatinosa extracelular. [3] Sin embargo, no fue hasta el siglo XX que se llevaron a cabo estudios más intensivos sobre la celulosa bacteriana. Varias décadas después del descubrimiento inicial de la celulosa microbiana, CA Browne estudió el material de celulosa obtenido por fermentación del jugo de caña de azúcar de Louisiana y confirmó los resultados de AJ Brown. [4] Otros investigadores informaron de la formación de celulosa por otros organismos diversos como Acetobacter pasteurianum , Acetobacter rancens , Sarcina ventriculi y Bacterium xylinoides . En 1931, Tarr y Hibbert publicaron el primer estudio detallado de la formación de celulosa bacteriana mediante la realización de una serie de experimentos para cultivar A. xylinum en medios de cultivo. [5]
A mediados de la década de 1900, Hestrin et al. demostró la necesidad de glucosa y oxígeno en la síntesis de celulosa bacteriana. Poco después, Colvin detectó síntesis de celulosa en muestras que contenían extracto libre de células de A. xylinum , glucosa y ATP. [6] En 1949, Muhlethaler caracterizó la estructura microfibrilar de la celulosa bacteriana. [7] Otros estudios de celulosa bacteriana han dado lugar a nuevos usos y aplicaciones para el material.
Biosíntesis
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Fuentes bacterianas
Las bacterias que producen celulosa incluyen especies de bacterias Gram negativas como Acetobacter , Azotobacter , Rhizobium , Pseudomonas , Salmonella , Alcaligenes y especies de bacterias Gram positivas como Sarcina ventriculi . [8] Los productores más eficaces de celulosa son A. xylinum , A. hansenii y A. pasteurianus . De estos, A. xylinum es el microorganismo modelo para estudios básicos y aplicados sobre celulosa debido a su capacidad para producir niveles relativamente altos de polímero a partir de una amplia gama de fuentes de carbono y nitrógeno. [9]
Proceso general
La síntesis de celulosa bacteriana es un proceso de múltiples etapas que involucra dos mecanismos principales: la síntesis de uridina difosfoglucosa (UDPGIc), seguida de la polimerización de glucosa en cadenas largas y no ramificadas (la cadena del glucano β-1 → 4) por la celulosa sintasa . Los detalles sobre la síntesis de celulosa se han documentado ampliamente. [10] [11] El primer mecanismo es bien conocido, mientras que el segundo aún necesita ser explorado. La producción de UDPGIc comienza con compuestos de carbono (como hexosas , glicerol , dihidroxiacetona , piruvato y ácidos dicarboxílicos ) que entran en el ciclo de Krebs , la gluconeogénesis o el ciclo de la pentosa fosfato, según la fuente de carbono disponible. Luego pasa por la fosforilación junto con la catálisis, seguida de la isomerización del intermedio, y un proceso conocido como pirofosforilasa UDPGIc para convertir los compuestos en UDPGIc, un precursor de la producción de celulosa. Se ha planteado la hipótesis de que la polimerización de glucosa en la cadena de glucano β-1 → 4 implica un intermedio lipídico [12] o no un intermedio lipídico [10], aunque los estudios de enzimología estructural y los experimentos in vitro indican que la polimerización puede ocurrir por transferencia enzimática directa de un resto glucosilo de un azúcar nucleótido al polisacárido en crecimiento. [13] A. xylinum suele convertir compuestos de carbono en celulosa con una eficiencia de alrededor del 50%. [12]
Producción de fermentación
Microorganismo | Fuente de carbono | Suplemento | Tiempo de cultivo ( h ) | Rendimiento ( g / L ) |
---|---|---|---|---|
A. xylinum BRCS | glucosa | etanol, oxígeno | 50 | 15.30 |
G. hansenii PJK (KCTC 10505 BP) | glucosa | oxígeno | 48 | 1,72 |
glucosa | etanol | 72 | 2,50 | |
Acetobacter sp . V6 | glucosa | etanol | 192 | 4.16 |
Acetobacter sp . A9 | glucosa | etanol | 192 | 15.20 |
A. xylinum ssp. Sucro-fermentans BPR2001 | melaza | ninguno | 72 | 7.82 |
fructosa | agar oxigeno | 72 | 14.10 | |
fructosa | agar | 56 | 12.00 | |
fructosa | oxígeno | 52 | 10,40 | |
fructosa | agar oxigeno | 44 | 8.70 | |
A. xylinum E25 | glucosa | No | 168 | 3,50 |
G. xylinus K3 | manitol | té verde | 168 | 3.34 |
G. xylinus IFO 13773 | glucosa | lignosulfonato | 168 | 10.10 |
A. xylinum NUST4.1 | glucosa | alginato de sodio | 120 | 6,00 |
G. xylinus IFO 13773 | melaza de caña de azúcar | No | 168 | 5.76 |
G. xylinus sp. RKY5 | glicerol | No | 144 | 5.63 |
Glucon-aceto-bacter sp. St-60-12 y Lactobacillus Mali JCM1116 (cocultivo) | sacarosa | No | 72 | 4.20 |
La producción de celulosa depende en gran medida de varios factores, como el medio de crecimiento , las condiciones ambientales y la formación de subproductos. El medio de fermentación contiene carbono , nitrógeno y otros macro y micronutrientes necesarios para el crecimiento de bacterias. Las bacterias son más eficientes cuando se les suministra una fuente de carbono abundante y una fuente mínima de nitrógeno. [14] La glucosa y la sacarosa son las fuentes de carbono más comúnmente utilizadas para la producción de celulosa, mientras que se han probado fructosa , maltosa , xilosa , almidón y glicerol . [15] A veces, se puede usar etanol para aumentar la producción de celulosa. [16] El problema con el uso de glucosa es que el ácido glucónico se forma como un subproducto que disminuye el pH del cultivo y, a su vez, disminuye la producción de celulosa. Los estudios han demostrado que la producción de ácido glucónico puede disminuir en presencia de lignosulfonato . [17] La adición de ácidos orgánicos, específicamente ácido acético , también ayudó en un mayor rendimiento de celulosa. [18] Se han estudiado estudios sobre el uso de medio de melaza en un fermentador de jarra [19] , así como componentes agregados de melaza de caña de azúcar [20] en ciertas cepas de bacterias, con resultados que muestran aumentos en la producción de celulosa.
La adición de nitrógeno extra generalmente disminuye la producción de celulosa, mientras que la adición de moléculas precursoras como los aminoácidos [21] y la metionina mejora el rendimiento. Piridoxina , ácido nicotínico , ácido p-aminobenzoico y biotina son las vitaminas importantes para la producción de celulosa mientras que pantotenato y riboflavina tener efectos opuestos. [22] En los reactores donde el proceso es más complejo, se añaden polisacáridos solubles en agua como agar , [23] acetano y alginato de sodio [24] para evitar la formación de grumos o coagulación de la celulosa bacteriana.
Los otros factores ambientales principales que afectan la producción de celulosa son el pH, la temperatura y el oxígeno disuelto. Según estudios experimentales, la temperatura óptima para la producción máxima estaba entre 28 y 30 ° C. [25] Para la mayoría de las especies, el pH óptimo estaba entre 4.0-6.0. [15] El control del pH es especialmente importante en cultivos estáticos, ya que la acumulación de ácido glucónico, acético o láctico disminuye el pH mucho más bajo que el rango óptimo. El contenido de oxígeno disuelto se puede variar con la velocidad del agitador, ya que es necesario para cultivos estáticos donde los sustratos deben transportarse por difusión. [26]
Producción basada en reactores
Los cultivos estáticos y agitados son formas convencionales de producir celulosa bacteriana. Tanto los cultivos estáticos como los agitados no son factibles para la producción a gran escala, ya que los cultivos estáticos tienen un período de cultivo largo, así como la mano de obra intensiva y los cultivos agitados producen mutantes negativos a la celulosa junto con sus reacciones debido al rápido crecimiento. [27] Por tanto, los reactores están diseñados para reducir el tiempo de cultivo e inhibir la conversión de cepas productoras de celulosa bacteriana en mutantes negativos a la celulosa. Los reactores comúnmente utilizados son el reactor de disco rotatorio, [28] el contactor rotativo de biopelícula (RBC), [27] un biorreactor equipado con un filtro giratorio, [29] y un reactor con membrana de silicona . [30]
Estructura y propiedades
Género | Tipo de celulosa | Papel biológico |
---|---|---|
Acetobacter | Película extracelular, cintas | Mantener el ambiente aeróbico |
Achromobacter | Cintas | Floculación |
Aerobacter | Fibrillas | Floculación |
Agrobacterium | Fibrillas cortas | Apego a las plantas |
Alcaligenes | Fibrillas | Floculación |
Pseudomonas | No distinto | Floculación |
Rhozobium | Fibrillas cortas | Apego a las plantas |
Sarcina | Amorfo | Desconocido |
Diferencias entre celulosa vegetal y bacteriana
Como el material orgánico más común de la Tierra , la celulosa se puede clasificar en celulosa vegetal y celulosa bacteriana, ambas de origen natural. La celulosa vegetal, que forma las paredes celulares de la mayoría de las plantas, es una estructura resistente en forma de malla en la que las fibrillas de celulosa son los elementos arquitectónicos primarios. Si bien la celulosa bacteriana tiene la misma fórmula molecular que la celulosa vegetal, tiene propiedades y características macromoleculares significativamente diferentes. [6] En general, la celulosa microbiana es químicamente más pura, no contiene hemicelulosa ni lignina , tiene mayor capacidad de retención de agua e hidrofilia , mayor resistencia a la tracción como resultado de una mayor cantidad de polimerización , arquitectura de red ultrafina. Además, la celulosa bacteriana se puede producir en una variedad de sustratos y se puede cultivar virtualmente en cualquier forma debido a la alta moldeabilidad durante la formación. [31] Además, la celulosa bacteriana tiene una estructura más cristalina en comparación con la celulosa vegetal y forma microfibrillas características en forma de cinta . [1] Un sello distintivo de la celulosa microbiana, estas delgadas microfibrillas son significativamente más pequeñas que las de la celulosa vegetal, lo que hace que la celulosa bacteriana sea mucho más porosa. [7]
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Estructura macro
La celulosa está compuesta de carbono , oxígeno e hidrógeno , y se clasifica como polisacárido , lo que indica que es un carbohidrato que presenta características poliméricas. La celulosa está compuesta de polímeros de cadena lineal, cuyas unidades básicas de glucosa se mantienen unidas por enlaces beta. El papel estructural de la celulosa en las paredes de las celdas se ha comparado con el de las hebras de vidrio de fibra de vidrio o con las varillas de soporte dentro del hormigón armado. [ cita requerida ] Las fibrillas de celulosa son altamente insolubles e inelásticas y, debido a su configuración molecular, tienen una resistencia a la tracción comparable a la del acero. [ cita requerida ] En consecuencia, la celulosa imparte una combinación única de resistencia química y soporte mecánico y flexibilidad a los tejidos en los que reside. [32] La celulosa bacteriana, producida por especies de Acetobacter , muestra propiedades únicas, que incluyen alta resistencia mecánica, alta capacidad de absorción de agua, alta cristalinidad y una estructura de red de fibra ultrafina y altamente pura. [33] Una de las características más importantes de la celulosa bacteriana es su pureza química. Además de esto, la celulosa bacteriana es estable frente a los productos químicos y a altas temperaturas. [34] Se ha sugerido que la celulosa bacteriana tiene una construcción como una "jaula" que protege a la célula de materiales extraños e iones de metales pesados, al tiempo que permite que los nutrientes se suministren fácilmente por difusión . [2] [35] Louis Pasteur describió la celulosa bacteriana como "una especie de piel húmeda, hinchada, gelatinosa y resbaladiza". Aunque la porción sólida en el gel es menos del uno por ciento, es celulosa casi pura que no contiene lignina ni otras sustancias extrañas. [2] Aunque la celulosa bacteriana se obtiene en forma de un gel muy hinchado, la textura es bastante única y diferente a la de los geles típicos. La celulosa tiene una red de fibras muy hinchada que resulta de la presencia de estructuras de poros y túneles dentro de la película húmeda . La celulosa vegetal tiene valores de retención de agua del 60%, mientras que la celulosa bacteriana tiene un valor de retención de agua del 1000%. [31] La formación de la película de celulosa se produce en la superficie superior de la película sobrenadante . Una gran superficie es importante para una buena productividad. La formación de celulosa se produce en la interfase aire / película de celulosa y no en la interfase medio / celulosa. Por tanto, el oxígeno es un factor importante para la producción de celulosa. [1] Después de un período de crecimiento rápido e inductor, el grosor aumenta constantemente. Las fibrillas parecen no ser necesariamente lineales, pero contienen algunos "puntos de ramificación de tres vías" a lo largo de su longitud. Este tipo de ramificación se considera relacionado con las características únicas de este material y se produce a partir de puntos de ramificación producidos por la mitosis celular . [36]
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Propiedades y caracterización
El material en forma de hoja preparado a partir de celulosa bacteriana tiene propiedades mecánicas notables. Según Brown, la película de celulosa bacteriana era "muy dura, especialmente si se intentaba romperla a lo largo de su plano de crecimiento". [2] Se ha informado que el módulo de Young para la celulosa bacteriana es tan alto como 15 GPa en el plano de la hoja, mientras que los valores más altos alcanzados en el pasado por películas u hojas poliméricas son <10 GPa como máximo. El alto módulo de Young de la lámina se ha atribuido a la estructura supermolecular única en la que las fibrillas de origen biológico se conservan y se unen estrechamente mediante enlaces de hidrógeno . Este módulo de Young no varía con la temperatura ni con el proceso de cultivo utilizado. El módulo de Young muy alto de este material debe atribuirse a su estructura supermolecular. [35] [36]
Esta propiedad surge de las cadenas de glucano alineadas de forma adyacente que participan en el enlace de hidrógeno entre cadenas e intracadenas. [32] Las subfibrillas de celulosa bacteriana se cristalizan en microfibrillas que se agrupan para formar haces, que luego forman "cintas". Estas fibras son dos órdenes de magnitud más delgadas que las fibras de celulosa producidas por pulpa de madera. [6] Hoy en día, se sabe que la película comprende un ensamblaje aleatorio de fibrillas (<130 nm de ancho), que se componen de un haz de microfibrillas mucho más finas (de 2 a 4 nm de diámetro). También se sabe que la película da una película u hoja cuando se seca si se restringe la contracción a través del plano. [36] Las cintas ultrafinas de celulosa microbiana forman una estructura reticulada densa, estabilizada por extensos enlaces de hidrógeno. La celulosa bacteriana también se distingue de su contraparte vegetal por un alto índice de cristalinidad (superior al 60%). Dos formas cristalinas comunes de celulosa, designadas como I y II, se distinguen por rayos X , resonancia magnética nuclear (RMN), espectroscopía Raman y análisis infrarrojo . [6] La celulosa bacteriana pertenece cristalográficamente a la Celulosa I, común con la celulosa natural de origen vegetal, en la que dos unidades de celulosa están dispuestas en paralelo en una celda unitaria . [2] [38] El término Celulosa I se usa para esta disposición paralela, mientras que las fibrillas cristalinas que llevan cadenas de poliglucanos antiparalelas surgen formando la Celulosa II termodinámicamente estable. [32] La disposición molecular en la hoja, confirmada por difracción de rayos X , era tal que el eje de la cadena molecular estaba aleatoriamente perpendicular al espesor, de modo que el plano (1 1 0) estaba orientado paralelo a la superficie. [36]
Aunque la celulosa forma una estructura cristalina distinta, las fibras de celulosa en la naturaleza no son puramente cristalinas. Además de las regiones cristalina y amorfa , las fibras de celulosa contienen varios tipos de irregularidades, como torceduras o torsiones de las microfibrillas, o huecos como microporos superficiales, fosas grandes y capilares . Por tanto, el área superficial total de una fibra de celulosa es mucho mayor que el área superficial de una fibra idealmente lisa de la misma dimensión. El efecto neto de la heterogeneidad estructural dentro de la fibra es que las fibras se hidratan al menos parcialmente con agua cuando se sumergen en un medio acuoso, y algunos microporos y capilares son lo suficientemente espaciosos para permitir la penetración. [35]
La microscopía electrónica de barrido de un borde fracturado ha revelado una pila de capas muy delgadas. Se sugiere que estas fibrillas en capas están unidas a través de enlaces de hidrógeno interfibrilares, al igual que en los papeles de pulpa, pero la densidad de los enlaces de hidrógeno interfibrilares debe ser mucho mayor ya que las fibrillas son más finas, por lo que el área de contacto es mayor. [36]
Aplicaciones
La celulosa bacteriana tiene una amplia variedad de aplicaciones futuras actuales y potenciales. Debido a sus muchas propiedades únicas, se ha utilizado en la industria alimentaria, el campo médico, productos comerciales e industriales y otras áreas técnicas. La celulosa bacteriana es un material estructural versátil, que permite darle forma de diversas formas para adaptarse a diferentes usos. Se han emitido varias patentes para procesos que involucran este material. [39] . Se propusieron películas de celulosa bacteriana como sustituto temporal de la piel en caso de quemaduras humanas y otras lesiones dérmicas [44. Fontana, JD et al (1990) "Película de celulosa de Acetobacter como sustituto temporal de la piel". .Applie d Biochemistry and Biotechnology (Humana Press) 24-25: 253-264].
Comida
El uso más antiguo conocido de la celulosa bacteriana es como materia prima de la nata de piña , un postre dulce tradicional de Filipinas . Se incorporaron varios pigmentos de colores naturales (oxicarotenoides, antocianinas y antioxidantes relacionados y eliminadores de radicales libres) a los cubos de celulosa bacteriana para hacer el postre más atractivo [45. Fontana, JD et al (2017) Handbook of Food Bioengineering, Elsevier / Academic Press, capítulo 7: Nuevos conocimientos sobre celulosa bacteriana, páginas 213-249]. La celulosa bacteriana también se ha utilizado como espesante para mantener la viscosidad en los alimentos y como agente estabilizador. Debido a su textura y contenido de fibra, se ha agregado a muchos productos alimenticios como fibra dietética . Un ejemplo específico es Cellulon®, que es un agente de carga utilizado como ingrediente alimentario para actuar como espesante, texturizante y / o reductor de calorías. [40] La celulosa microbiana también se ha utilizado como aditivo en bebidas dietéticas en Japón desde 1992, específicamente kombucha , una bebida de té fermentada. [7]
Productos comerciales
La celulosa bacteriana también tiene amplias aplicaciones en las industrias comerciales. En la fabricación de papel, se utiliza como un papel ultrarresistente y como una red de fibra fina reticulada con características de recubrimiento, encuadernación, espesamiento y suspensión. [33] Debido a su alta velocidad sónica y baja pérdida dinámica, la celulosa bacteriana se ha utilizado como membrana acústica o de filtro en altavoces y auriculares de alta fidelidad comercializados por Sony Corporation . [2] La celulosa bacteriana también se utiliza como aditivo en la industria cosmética . Además, se está probando en la industria textil, con la posibilidad de fabricar prendas a base de celulosa. [33]
Médico
En aplicaciones más modernas, la celulosa microbiana se ha vuelto relevante en el sector médico . Ha sido probado y utilizado con éxito como apósito para heridas , especialmente en casos de quemaduras. Los estudios han demostrado que las quemaduras tratadas con cubiertas de celulosa microbiana cicatrizaron más rápido que los tratamientos tradicionales y dejaron menos cicatrices. Las aplicaciones tópicas de celulosa microbiana son efectivas debido a la capacidad de retención de agua de la celulosa y la permeabilidad al vapor de agua. La alta capacidad de retención de agua proporciona una atmósfera húmeda en el sitio de la lesión, que es fundamental para la curación, mientras que la capacidad de absorción permite que la filtración de la herida se elimine del sitio. Además, la celulosa microbiana se amolda muy bien a la superficie de la piel , proporcionando una cobertura conforme incluso en lugares habitualmente difíciles de curar heridas, como zonas de la cara. Esta técnica ha tenido tanto éxito que se han desarrollado productos comerciales de celulosa microbiana, como Biofill®. [1] Otro producto de tratamiento comercial de celulosa microbiana es XCell producido por Xylos Corporation, que se utiliza principalmente para tratar heridas de úlceras venosas . [41] También se han realizado estudios en los que los apósitos de gasa tradicionales se tratan con un biopolímero de celulosa microbiana para mejorar las propiedades de la gasa. Además de aumentar el tiempo de secado y la capacidad de retención de agua, los medicamentos líquidos pudieron ser absorbidos por la gasa recubierta de celulosa microbiana, lo que les permitió trabajar en el lugar de la lesión. [42]
La celulosa microbiana también se ha utilizado para tratamientos internos, como injertos óseos y otra ingeniería y regeneración de tejidos . Una capacidad clave de la celulosa microbiana para aplicaciones médicas es que se puede moldear fácilmente en varias formas sin dejar de conservar todas sus propiedades útiles. Al moldear celulosa microbiana en tubos largos y huecos, se pueden usar como estructuras de reemplazo para varias áreas diferentes, como el sistema cardiovascular , el tracto digestivo , el tracto urinario o la tráquea . Una aplicación reciente de la celulosa microbiana ha sido como stents y vasos sanguíneos sintéticos . La celulosa también se puede modelar en membranas de malla que se pueden usar para estructuras de reemplazo internas, como la membrana externa del cerebro, la duramadre . Además del reemplazo, estas estructuras también se han utilizado como injertos para interactuar con el material biológico interno existente. La celulosa microbiana también se ha utilizado en la regeneración tisular guiada . [41] Bioprocess® y Gengiflex® son algunos de los productos de marca registrada comunes de celulosa microbiana que ahora tienen amplias aplicaciones en cirugía e implantes dentales. Un ejemplo implica la recuperación de tejidos periodontales separando las células epiteliales orales y los tejidos conectivos gingivales de la superficie de la raíz tratada. [1]
Investigación actual / aplicaciones futuras
Un área de investigación activa sobre celulosa microbiana es el área del papel electrónico . Actualmente, la celulosa vegetal se utiliza para producir la mayor parte del papel tradicional, pero debido a su baja pureza debe mezclarse con otras sustancias como la lignina . Sin embargo, debido a la mayor pureza y estructura de microfibrillas de la celulosa microbiana, puede resultar un excelente candidato para un sustrato de papel electrónico. La celulosa microbiana se puede moldear en hojas de aproximadamente 100 micrómetros de espesor, aproximadamente el espesor del papel normal, mediante un proceso de síntesis en húmedo. La celulosa microbiana produce un sustrato resistente con una estructura de microfibrillas que permite que el papel se implante con dopantes . Mediante la aplicación de soluciones al papel de celulosa microbiana, se pueden colocar dopantes conductores y tintes electrocrómicos en la estructura de las microfibrillas. Los tintes biestables cambian de claros a oscuros con la aplicación de los voltajes apropiados , que cuando se colocan en una estructura de píxeles, permitirían la formación de imágenes. Esta tecnología aún se encuentra en la etapa de investigación y aún no se ha escalado a niveles de producción comercial. Se han realizado más investigaciones para aplicar celulosa bacteriana como sustrato en dispositivos electrónicos con el potencial de usarse como tabletas de libros electrónicos, periódicos electrónicos, papeles de pared dinámicos, mapas reescribibles y herramientas de aprendizaje. [43] Otro posible ejemplo del uso de celulosa bacteriana en la industria electrónica incluye la fabricación de diodos emisores de luz orgánicos (OLED). [33]
Desafíos / limitaciones
Debido al proceso de producción ineficiente, el precio actual de la celulosa bacteriana sigue siendo demasiado alto para que sea comercialmente atractivo y viable a gran escala. [33] Los métodos de producción tradicionales no pueden producir celulosa microbiana en cantidades comerciales, por lo que deben lograrse avances adicionales con la producción basada en reactores para poder comercializar muchos productos de celulosa microbiana. [27]
Ver también
- Ciencia de los Materiales
- Microbiología
- Biotecnología
Referencias
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