Cuando el término nanotecnología se utilizó por primera vez, era para referirse al incremento en la precisión con la que los objetos podían fabricarse. Consistente en ir ensamblando el objeto átomo a átomo o molécula a molécula.
Actualmente, la principal aplicación comercializada de nanotecnología en tejidos implica la adhesión de nanofibras a las fibras macroescala en tejidos, creando un
material resistente a los aceites y al agua. Los tejidos elaborados con nanofibras son resistentes al paso de cualquier cosa, excepto de las pequeñas moléculas,
proporcionando potenciales aplicaciones a los materiales en indumentaria resistente a productos químicos, y también aplicaciones en prendas convencionales.
Uno de las empresas pioneras en esta tecnología es Nano-Tex, que ha
proporcionado la licencia de la tecnología a varias compañías de todo el mundo. En muchos casos, se trata simplemente de una extensión de la química de los polímeros, pero las propiedades de estos nuevos materiales dependen de la nanoestructura. El método también se ha utilizado para mejorar la textura y respirabilidad de tejidos sintéticos, como por ejemplo el nylon.
El análisis de patentes relacionadas con la tecnología muestra un crecimiento constante en la última década, y un surgimiento en los últimos tres años.
Los nanotubos generarán materiales extremadamente ligeros y durables. Se
incorporarán en las nanofibras hiladas, proporcionándoles una gran resistencia. La idea de crear textiles que contengan nanotubos de carbono es de gran interés en el campo militar, ya que se obtendrían materiales antibalas superiores a los producidos de Kevlar. Más generales, y a corto plazo, son las aplicaciones que implican el uso de
nanopartículas para encapsular sustancias antibacteriales en tejidos para mantenerlos frescos.
En cualquier caso, las aplicaciones en el sector textil parece que serán muy especializadas. Los materiales resistentes a las manchas tienen su atractivo, pero seguirán precisando el lavado, por lo que el incremento de coste que supondrá su empleo, es probable que los centre sólo en mercados limitados. Los tejidos
superresistentes ciertamente encontrarán mercados, pero solo nichos, como los chalecos antibalas y quizás paracaídas o hidrodeslizadores.
Algunas propiedades inéditas de materiales con nanotecnología
• Antimicrobianos: no permiten desarrollar olor a transpiración • Antiácaros: para alérgicos
• Anti-UV: protector solar
• Luminiscencia: para seguridad
• Reflectancia: permite desarrollar indumentaria que por sus propiedades de
camuflaje logra mimetizarse con el medio exterior
• Autolimpiante: impide que penetren las manchas
• Microencapsulado: para mantener la temperatura corporal
prima para la siguiente. En todas las etapas se emplea una amplia variedad de tintes y otros compuestos químicos (ácidos, bases, sales, agentes humectantes, colorantes), cuyos productos son desechados en los efluentes, y pueden impactar en el ambiente.
Por esto, uno de los objetivos de los tratamientos textiles modernos es obtener el efecto deseado en las fibras, utilizando procesos que conlleven el mínimo impacto ambiental. Dentro de este contexto, se comenzaron a utilizar diversos procesos biotecnológicos, mediante el empleo de enzimas. Éstas cumplen el requisito de ser respetuosos con el medio ambiente (debido a que las enzimas son biodegradables), actúan sobre moléculas específicas y actúan bajo condiciones suaves.
ESQUEMA DE EMPLEO DE BIOTECNOLOGÍA EN PROCESOS INDUSTRIALES
Uso de enzimas en la industria textil
En la industria textil las enzimas se pueden aplicar tanto al tratamiento de fibras proteicas naturales (lana y seda), como en fibras celulósicas (algodón, lino y cáñamo) y en fibras sintéticas.
Estas enzimas se usan en las fases de hilado, teñido y acabado de los tejidos con el objetivo de limpiar la superficie del material, reducir las pilosidades y mejorar la
suavidad.
En el siguiente esquema, se muestran las etapas de la fabricación de telas y las enzimas utilizadas en cada etapa. La rama inferior muestra la producción de tela Denim, con la que se confeccionan los jeans.
El proceso de desengomado puede ser realizado por hidrólisis (ruptura del almidón en presencia de agua), donde los productos textiles son tratados con ácido, álcalis o agentes oxidantes. También se puede eliminar por descomposición del almidón por fermentación, en agua con microorganismos presentes en forma natural, que
Hoy en día, muchas enzimas son utilizadas por una gran diversidad de tipos de industrias y esto no es ajeno a la industria textil. Tradicionalmente, se han utilizado enzimas en el proceso de limpieza de las fibras. Ahora, las enzimas como las proteasas, lipasas, celulasas y enzimas oxidativas, se utilizan en el bioprocesamiento de fibras naturales, mientras que otras son fundamentales en el tratamiento de efluentes derivados de esos procesos.
La industria textil es una de las mayores productoras de efluentes líquidos, los cuales son tóxicos, contienen productos no biodegradables y también resistentes a la destrucción por métodos de tratamiento físico-químico. Los efluentes textiles poseen un elevado contenido de colorantes (10-15% de los colorantes no fijados son enviados al río) y aditivos que generalmente son compuestos orgánicos de estructuras complejas, no biodegradables.
Las enzimas aplicadas en la industria textil deben producirse a bajo costo, ser estables en las condiciones de pH y temperatura en que se realizan los tratamientos textiles, y de uso y manipulación segura. En esto, la biotecnología moderna juega un rol importante al producir enzimas recombinantes a gran escala por fermentación de
microorganismos cuyo cultivo es conocido y controlado.
Actualmente, son estudiadas nuevas alternativas que utilizan microorganismos capaces de degradar de manera eficiente un gran número de contaminantes a un bajo costo operacional para el adecuado tratamiento de efluentes textiles. Un ejemplo es el
Bacillus subtillis que fue adaptado a un medio de cultivo artificial para biodegradar
colorantes del tipo "azo" bajo condiciones anóxicas (con deficiencia de oxígeno). Estas bacterias utilizan el nitrato o nitrito como aceptor final de electrones, posibilitando la oxidación biológica de colorantes "azo”. También se utilizan bacterias,
como Pseudomonas y Sphingomonas, particularmente útiles en la degradación de azo-
colorantes.
Los hongos de descomposición blanca son conocidos por degradar varios tipos de colorantes textiles. Estos hongos poseen la capacidad de mineralizar, además de la lignina, una variedad de contaminantes resistentes a la degradación. Esta característica se debe a la acción de las enzimas peroxidasas y lacasas producidas por ellos.