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Filtros para cubrebocas y mascarillas basados en materiales de carbono hidrofóbicos

Tecnología

Filtros para cubrebocas y mascarillas basados en materiales de carbono hidrofóbicos

Filtros para cubrebocas y mascarillas basados en materiales de carbono hidrofóbicos

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Kevin Daniel Pelozo

Miembro desde hace 4 años
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Descripción de le Tecnología

El brote reciente de COVID-19 ha puesto en peligro a más de 210 países y territorios desde inicios de marzo del 2020, especialmente en aquellas áreas con altas densidades de población. Las mascarillas desechables han ganado gran aceptación debido a que pueden evitar que las gotas de respiración entren en los pulmones, lo que puede ayudar a reducir el riesgo de infectarse, junto con la higiene adecuada de limpieza de manos. Sin embargo, existen algunas limitaciones en las mascarillas existentes: i) Las gotículas que contienen el virus puede permanecer en ellas, ii) Son difíciles de reciclar, porque los virus capturados pueden permanecer en la superficie y iii) Al desecharse, son consideradas como residuos peligrosos que requieren disposición final, generando alrededor de 15000 ton de residuos/día. Para dar solución a estas problemáticas se propone el uso de filtros para mascarillas basados en materiales de carbono modificados químicamente que permitan su auto-limpieza y pueden beneficiar significativamente las aplicaciones médicas. A partir de residuos celulósicos es posible diseñar materiales de carbono con porosidad controlada que otorgue altas áreas superficiales, de tal forma que incremente la capacidad de retención de estos contaminantes. Posteriormente, mediante un proceso de modificación química es posible introducir en la estructura del carbón funcionalidades nitrogenadas que le confieren hidrofobicidad al material, lo cual se traduce en la capacidad de repeler las microgotas de agua de su superficie. Esta condición proporciona un material de carbono con capacidad de auto-limpieza, pues su superficie estará siempre libre de microgotas que contienen el virus. Adicionalmente, al ser un material basado en carbono tendrá la capacidad de resistir cambios de temperatura superiores a los 100 °C, de tal forma que además contará con la capacidad de esterilizarse eficazmente para proporcionar un tiempo de vida útil mayor a las mascarillas convencionales. Los materiales de carbono que han sido desarrollados en nuestro grupo de investigación han sido diseñados a partir de diferentes residuos lignocelulósicos, tales como cáscaras de cítricos, cascarillas de argan, huesos de aceituna, entre otros. El material de partida se somete a un tratamiento térmico a alta temperatura controlando la atmósfera y velocidad de calentamiento, a fin de desarrollar la porosidad deseada. Posteriormente mediante un proceso de impregnación húmeda incipiente ha sido posible la incorporación de funcionalidades nitrogenadas empleando quitosano, urea y/o melamina como fuente de nitrógeno. Los materiales diseñados han sido evaluados para diferentes aplicaciones con éxito, tales como materiales adsorbentes en fase líquida y gaseosa, catalizadores para aplicaciones medioambientales, electrodos para detección de contaminantes, supercondensadores y ánodos en baterías ion-Na. Durante su caracterización ha sido puesta en evidencia sus propiedades hidrofóbicas, por lo que presentan un gran potencial para ser utilizados como filtros para mascarillas ante la contingencia generada por la COVID-19

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Datos
Sector Salud
Tipo de Tecnología
Sitio web de la Tecnología https://orcid.org/0000-0003-0868-8121
Propuesta de Valor El filtro para mascarillas diseñado a partir de materiales de carbono modificados con grupos nitrogenados otorgará un material hidrofóbico, esta condición le confiere al material capacidad de auto-limpieza, pues su superficie estará siempre libre de microgotas que contienen el virus. Adicionalmente, al ser un material basado en carbono tendrá la capacidad de resistir cambios de temperatura superiores a los 100 °C, de tal forma que además contará con la capacidad de esterilizarse eficazmente para proporcionar un tiempo de vida útil mayor a las mascarillas convencionales. Esto permitirá que el personal médico tenga mayor acceso a este material de protección y a su vez permitirá minimizar los residuos de mascarillas convencionales impactando favorablemente en el cuidado del medioambiente. A largo plazo, el uso de estos filtros, junto con las medidas de higiene expuestas por la OMS, permitirán reducir el número de contagios en personas que tienen contacto directo con zonas de alto riesgo, reducir la compra de mascarillas por parte del sector salud, lo cual minimizar los costos asociados, y finalmente se logrará reducir el número total de mascarillas enviadas a disposición final.
Mercado Objetivo Personas que tienen síntomas respiratorios como tos, estornudos o dificultad para respirar, al momento de buscar atención médica, con el objetivo de proteger a los que están a su alrededor. Personal (incluidos los familiares) que brinda atención a personas con síntomas respiratorios. Trabajadores de la salud, cuando ingresan a una habitación con pacientes o cuando tratan a un individuo con síntomas respiratorios, y de acuerdo con el tipo de atención que se brindará.
Diferenciadores Clave 1 Actualmente existen filtros para mascarillas que utilizan materiales de carbono que permiten asegurar la calidad del aire que respiramos. Adicionalmente ha sido probado que la adición de nanopartículas metálicas, tales como la plata, a la estructura de estos materiales les confiere propiedades antivirales y antimicrobianas, de tal forma que ha sido atractivo su uso para aplicaciones en el sector salud. Si bien esta tecnología ha sido exitosamente utilizada, los costos de fabricación son elevados debido al metal utilizado, además, los procesos empleados durante la síntesis del material son altamente tóxicos. Estas desventajas han llevado a la búsqueda de materiales avanzados alternativos, como es el caso del material que estamos desarrollando, un material de carbono hidrofóbico funcionalizado con grupos aminos de bajo costo. Estudios recientes han demostrado que este material presenta propiedades hidrofóbicas, lo cual se traduce en la capacidad de repeler micro-gotas de agua de su superficie. Esta condición le otorga al material capacidad de auto-limpieza, pues su superficie estará siempre libre de microgotas que contienen el virus. De tal forma que el material presentado resulta eficaz y económico comparado con los anteriormente mencionados.
Diferenciadores Clave 2
Diferenciadores Clave 3
Datos
Tipo de instrumento de protección tiene la tecnología (1)
Estatus de la protección del instrumento (1) La tecnología es a ser registrada como "Modelo de Utilidad". Al momento todo se encuentra bajo secreto comercial
Número de solicitud o registro de instrumento de protección (1)
País(es) en que se registró el instrumento (1)
Datos
Tipo de instrumento de protección tiene la tecnología (2) Otro
Estatus de la protección del instrumento (2)
Número de solicitud o registro de instrumento de protección (2)
País(es) en que se registró el instrumento (2)
Datos
Tipo de instrumento de protección tiene la tecnología (3) Otro
Estatus de la protección del instrumento (3)
Número de solicitud o registro de instrumento de protección (3)
País(es) en que se registró el instrumento (3)
Datos
Nombre del inventor/ investigador (1)
Áreas de especialización del inventor / Investigador (1)
Linkedin del inventor/ investigador (1)
Datos
Nombre del inventor/ investigador (2)
Áreas de especialización del inventor / Investigador (2)
Linkedin del inventor/ investigador (2)
Datos
Nombre del inventor/ investigador (3)
Áreas de especialización del inventor / Investigador (3)
Linkedin del inventor/ investigador (3)

Información de Contacto

Dr. Luis Alberto Romero Cano

Profesor-Investigador adscrito al Departamento de Biotecnológicas y Ambientales de la Universidad Autónoma de Guadalajara

luis.cano@edu.uag.mx

Niveles de Madurez

TRL 3

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