Revista Cubana de Química

Celulosic materials in nanoparticles base for electromagnetic shielding

RESUMEN El presente trabajo aborda el desarrollo de materiales celulósicos impregnados con nanopartículas de magnetita y Nanotubos de Carbono Multipared, para su utilización en el apantallamiento electromagnético. Los materiales obtenidos son sometidos a ensayos físicos y mecánicos en cuanto a gramaje, rugosidad, calibre, densidad y resistencia al estallido, dando como resultado que la inclusión de nanopartículas en la formulación de papeles, refuerza estas propiedades. Se aplica el análisis termogravimétrico identificándose que la pérdida de masa, es menor de 50 % en el intervalo de temperatura ensayado (50-1000ºC). La homogeneidad y rugosidad de los materiales conformados se determina a partir de las Texturas de Haralick, mostrándose una adecuada homogeneidad y rugosidad. Las propiedades eléctricas se evaluaron, demostrándose la elevada conductividad de las muestras de celulosa/MWCNT con alta impedancia y fase cercana a cero. El Apantallamiento Efectivo Total fue determinado empleando el método de inserción, presentando un SEt superior a los 20 dB.

ABSTRACT This paper dials about the development of cellulosic materials impregnated with magnetite nanoparticles and multi-walled carbon nanotubes, for use in electromagnetic shielding. The materials obtained are subjected to physical and mechanical test in terms of grammage, roughness, size, density and burst resistance, resulting that the inclusion of nanoparticles in paper formation, reinforcing these properties. The termogravimetric analysis is applied identifying that the loss of mass is less than 50 % in the temperature range tested (50-1000ºC). The homogeneity and roughness of the shaped materials is determined from Haralick´s textures, showing an adequate homogeneity and roughness. Electrical properties were evaluated, indicating a high conductivity of the cellulose/MWCNT samples with high impedance and near zero face. The Total Shielding Effectiveness was determinate using the insertion method, presenting a Set greater than 20 dB.

Nanocomposites with resistent polymeric base to impacts

RESUMEN Con el objetivo de determinar las propiedades mecánicas y de impacto a nanocompuestos de polipropileno con nanotubos de carbono multipared al 1, 3 y 5 %, se le realizaron estudios morfológicos con el Microscópico Electrónico de Barrido, obteniendo micrografías con una dispersión uniforme de los nanotubos en la matriz polimérica. Además, mediante la técnica de Análisis Dinámico Mecánico y los ensayos Izod y de Tracción, se observó de manera general, que a medida que se aumenta el contenido de los nanotubos, las propiedades mecánicas se incrementan con respecto a la matriz polimérica, lo que demuestra el efecto de reforzamiento. Por otra parte, se ve reflejado el aumento del módulo de almacenamiento dinámico, indicando un incremento de la rigidez. De acuerdo con los resultados obtenidos, se concluye que los nanocompuestos obtenidos son más ligeros y resistentes frente a colisiones e impactos, los cuales pueden ser empleados en diferentes sectores de la industria.

ABSTRACT For the goal of determining the mechanical and impact properties to nanocomposites of polypropylene with multiwall carbon nanotubes at 1, 3 and 5 %, morphologic studies using Scanning Electronic Microscope were accomplished, obtaining micrographics with a uniform dispersion of nanotubes in the polymeric matrix. Besides, by means of the technique of Mechanical Dynamic Analysis and essays Izod and traction, it was observed, in a general form, than to measure than increases the contents of nanotubes, the mechanical properties increase regarding the polymeric matrix, that demonstrate, the effect of reinforcement. On the other hand, the increase of the dynamic storage module, show an increment of stiffness. According to obtained results, it can be conclude that obtained nanocomposites are lighter and more resistant in front of collisions and impacts, which can be employ at different sectors of industry.

Calcium cross-linked carboxymethylchitosan/alginate microparticles as a system for the prolonged release of ketoprofen

ABSTRACT In this work ketoprofen (KETO) loaded microparticles of carboxymethyl chitosan (CMCS) and alginate (ALG) cross-linked with CaCl2 were prepared at three compositions (CMCS-ALG 0:1, CMCS-ALG 1:2 and CMCS-ALG 1:1) to achieve the controlled release of this poorly soluble drug. CMCS with a substitution degree of 1.09 was prepared by direct alkylation of chitosan with monochloroacetic acid and isopropanol. KETO loaded microparticles were obtained by spray drying. They were characterized by infrared spectroscopy, X-ray diffraction and scanning electron microscopy. Microparticles were reticulated with 4 M CaCl2. Drug release was performed at pH 1,2 and 7,4. It was higher at pH 7,4. At this pH, CMCS-ALG 0:1microparticlesreleased almost 75 % of KETO in 20 hours whereas the other formulations released about 40 % of the drug.It is concluded that calcium cross-linked CMCS-ALG microparticles are a promising vehicle for designing a formulation for the prolonged release of KETO.

RESUMEN En este trabajo se prepararon micropartículas de carboximetil quitosana (CMCS) y alginato (ALG) entrecruzadas con CaCl2 cargadas con ketoprofeno (KETO), en composiciones (CMCS-ALG: 0:1, 1:2 y 1:1) para controlar la liberación de este fármaco poco soluble. Se preparó CMCS con grado de sustitución de 1,09 por alquilación directa de la quitosana con ácido monocloroacético en isopropanol. Las micropartículas cargadas con KETO se obtuvieron mediante secado por aspersión. Se caracterizaron por espectroscopia infrarroja, difracción de rayos X y microscopía electrónica de barrido. Las micropartículas se entrecruzaron con CaCl24 M. La liberación del fármaco se realizó a pH 1,2 y 7,4, siendo mayor a pH 7,4. A este pH, las micropartículas CMCS-ALG 0:1 liberaron casi el 75% de KETO en 20 horas. Las otras formulaciones liberaron aproximadamente el 40% del fármaco. Se concluye que las micropartículas de CMCS-ALG reticuladas con calcio constituyen un sistema prometedor parala liberación prolongada de KETO.

Biomaterials: from laboratory to market

RESUMEN Los biomateriales son componentes fundamentales de una rama en expansión de la industria médico-farmacéutica que incluye, entre otros, materiales de reparación y restauración de tejidos, y sistemas de liberación de fármacos y de diagnóstico in vitro. El Centro de Biomateriales de la Universidad de La Habana ha obtenido productos biomateriales como el adhesivo tisular Tisuacryl®; Multilatex®, soporte sólido para la elaboración de reactivos para el diagnóstico; y Biograft-G®, para rellenar cavidades en defectos óseos maxilofaciales. En el presente trabajo se revisan los principales resultados obtenidos con esos productos, con énfasis en las estrategias de comercialización. Como herramienta promocional se diseñó una imagen con un color distintivo que se incluyó en los materiales impresos como la literatura técnica, el plegable comercial, las etiquetas del envase primario y el envase secundario. Se imprimieron gigantografías con resultados de la aplicación de esos biomateriales para exhibiciones en ferias comerciales, reuniones y congresos científicos.

ABSTRACT Biomaterials are key components of an expanding branch in the medical-pharmaceutical industry that manufacture restoratives and reparative tissue materials, drug delivery systems and in vitro diagnostics. The Center of Biomaterials of the University of Havana has developed several biomaterial products: the tissue adhesive Tisuacryl®; Multilatex®, a solid support for the development of diagnostic reagents; and Biograft-G®, a bone filling material used in maxillofacial surgery. In the present work, the main results achieved for these products are reviewed, with emphasis in the commercialization strategy. As a promotion tool, attractive and modern images with a distinctive color were designed and included in all printed material accompanying the products, including the technical literature, the commercial brochure, the label of primary packaging and secondary packaging. Giant posters including results of the application of these biomaterials were printed for each product to be exhibited in commercial fairs and scientific meeting and congresses.

Mechanochemical: An overview beyond Inorganic Chemistry

RESUMEN En la última década, la mecanoquímica ha surgido como una metodología novedosa en la búsqueda de alternativas sostenibles a las vías sintéticas convencionales, basadas en disolventes. Su dominio se ha extendido más allá de la química inorgánica y metalúrgica para convertirse en una poderosa técnica en todas las áreas de la química, incluyendo la química orgánica, organometálica, supramolecular, de materiales y farmacéutica. En este trabajo se da una visión general de los avances y logros recientes de la mecanoquímica, haciendo énfasis en que la misma no es solo un medio para que los procesos químicos conocidos sean más ecológicos, sino que también es una herramienta para la obtención de nuevos compuestos, así como para el descubrimiento de procesos que no se detectan en disolución.

ABSTRACT In the last decade, mechanochemistry has emerged as a novel methodology in the search for sustainable alternatives to conventional solvent-based synthetic routes. Its domain has extended beyond inorganic and metallurgical chemistry to become a powerful technique in all areas of chemistry, including organic, organometallic, supramolecular, materials and pharmaceutical chemistry. In this work, we give an overview of the advances and recent achievements of mechanochemistry, emphasizing that mechanochemistry is not only a means for the known chemical processes to be more ecological, but also, it is a tool for the obtaining of new compounds, as well as, for the discovery of processes that are not detected in solution.

Decentralized treatment of suburban and small rural communities: artificial or constructed wetlands, a technology to consider

RESUMEN Una de las opciones amigables con el entorno, de tratamiento descentralizado del agua residual de comunidades con menos de 2000 habitantes, son los humedales construidos (HC). Son semi-terrestres. Tienen una humedad elevada y vegetación con potencial auto-depurador. Mimetizan los procesos de los humedales naturales, con consumos mínimos o nulos de energía. Pueden considerarse como bio-reactores con aireación natural, donde las plantas emergentes transportan oxígeno del aire hacia sus rizomas, creando un mosaico de zonas aerobias y anaerobias que favorecen la sedimentación y filtración de los sólidos suspendidos, la degradación microbiana de la materia orgánica, la nitrificación y desnitrificación, la precipitación de fosfatos y la muerte de patógenos mediante la fito-remediación. Tienen bajos costos de construcción, operación y mantenimiento. Su desventaja es el área necesaria. Por ello, aquí se abordan tres estudios de caso con humedales de flujo sub-superficial horizontal, vertical e híbridos mostrando remoción eficiente de contaminantes.

ABSTRACT One of the environmentally friendly options for decentralized treatment of wastewaters from communities with less than 2000 inhabitants is the constructed wetlands (CW). These are semi-terrestrial systems with high moisture contents and vegetation with auto-depuration potential. Natural wetlands are mimicked by CW with minimum or even null energy consumption. They can be considered as bio-reactors with natural aeration where emerging plants transport oxygen from air to its rhizomes creating a mosaicofaerobic and anaerobic zones favoring settling and filtration of suspended solids, microbial degradation of organic matter, nitrification and denitrification, phosphates precipitation, and pathogens deathby phyto-remediation. They have low construction, operation, and maintenance costs. Its disadvantage is the required area. Thus, three study cases are presented for horizontal, vertical, and hybrid subsuperficial flow constructed wetlands showing efficient removal of pollutants.

Chemistry applications to wastewater treatment: case studies in Mexico and Cuba

ABSTRACT The authors had an academic meeting to face the challenge to provide clean water and to dispose of wastewaters once treated to reduce pollution impacts and to recycle the treated effluent. Chemistry plays a substantial role to the solution of removing pollutants since chemical reactions are crucial to increase the final quality of the treated effluents. A viable option might be the installation of units using the artificial wetlands technology. There microbial consortia carry these chemical reactions. Two case studies were considered, Mexico and Cuba. An example of the use of artificial wetlands to solve the lack of sanitation facilities for Mexico City’s Tlalpan section is given using as example two prototype plants located near this neighbourhood so that climate conditions will not interfere in the chemical reactions. The equivalent is given for a zone Havana City considering the Almendares river and the environmental impact on it.

RESUMEN Los autores tuvieron una reunión académica para enfrentar el reto de tener agua limpia y tratar las aguas residuales, para reducir su impacto, reciclándolas. La química juega un rol sustantivo para la reducción de estos contaminantes, ya que las reacciones químicas son cruciales para mejorar la calidad final de los efluentes tratados. Estas reacciones químicas las realizan consorcios microbianos en la rizosfera de los humedales artificiales, por lo que una opción viable es instalarlos. Desde esta óptica se consideraron dos casos de estudio, México y Cuba. Se ejemplifica el uso de los humedales artificiales para resolver los problemas de Tlalpan en la Ciudad de México, usando una planta prototipo ubicada cerca de esta zona, para que el clima no interfiera en las reacciones químicas. El equivalente para Cuba es una zona del río Almendares, de La Habana y su impacto ambiental.

33^o Congreso Latinoamericano de Química (CLAQ) y 10^o Congreso de Ciencias Químicas, Tecnología e Innovación QUMICUBA´2018