Las cinco iniciativas que recibieron financiamiento a través de este programa de la fundación, presentaron sus respectivos informes para dar cuenta del estado de avance y los logros alcanzados hasta el momento en cada uno de los casos.
La Fundación Argentina de Nanotecnología tiene como objetivo apoyar a proyectos que impulsen la industria nacional a partir de la incorporación de micro y nanotecnología. Para ello, a través del Programa Pre Semilla, ha invertido en 5 iniciativas de desarrollo, con hasta 2 millones de pesos en cada una de ellas, que pueden destinar a la compra de materiales e insumos, la contratación de recursos humanos, equipamiento, consultorías, servicios tecnológicos y asesoramiento.
En esta nota vamos a abordar las particularidades y estado de avance de cada uno de los proyectos apoyados por la FAN:
Tanques de almacenamiento de hidrógeno de alta resistencia térmica
Este proyecto tiene el propósito de mejorar la resistencia térmica de los recipientes para el almacenamiento de hidrógeno. Para ello, sus desarrolladores están trabajando en la mejora del comportamiento termomecánico de los liners interiores, que impiden que el gas permee a través de la superficie del tanque, y de las carcasas de material compuesto, que dan la resistencia mecánica.
En esta segunda etapa del proyecto se avanzó en la modificación de las resinas termoplásticas (HDPE) con nanopartículas de silicio para mejorar el comportamiento mecánico de los tanques. Los liners de los recipientes son los componentes de menor resistencia térmica en los tanques, y por lo tanto el incremento de la máxima temperatura de operación debe lograrse mediante la mejora de sus propiedades. Habiendo ya caracterizado los materiales de partida en la primera etapa del proyecto, se trabajó en el estudio de las condiciones de procesamiento para lograr la correcta dispersión de las nanopartículas, para luego analizar su efecto en la resistencia térmica (TGA, DSC), propiedades mecánicas (Tracción) y cristalinidad (DSC).
En conclusión, se comenzó a trabajar en la modificación de las resinas termoplásticas con las que se fabrican los liners de los tanques para hidrógeno con el fin de mejorar su desempeño térmico. Hasta el momento se realizaron ensayo de degradación térmica por pérdida de masa, pero las pruebas más relevantes son los ensayos mecánicos a temperaturas que rondan los 100 grados centígrados – cercano a la temperatura máxima de operación, en donde no ocurre este tipo de degradación – , que se realizarán en la siguiente etapa del proyecto.
Desarrollo y producción de un kit para purificación de proteínas basado en nanopartículas magnéticas
Los procesos de extracción, purificación y/o concentración de biomoléculas a partir de mezclas complejas constituyen entre el 50 y el 90% de los costos en industria farmacéutica y biotecnología. Las nanopartículas magnéticas (NPM), funcionalizadas a fin de absorber moléculas biológicas de manera eficiente y específica, han despertado interés en vista de su bajo costo de producción, y de la posibilidad de ser separadas por un campo magnético. Las nanopartículas magnéticas forman parte de este mercado como una herramienta prometedora en diagnóstico, tratamiento e industria farmacéutica.
La novedad más importante de este período es que las muestras obtenidas en el escalado actual han demostrado ser capaces de purificar proteínas a partir de la matriz completa, completando los estudios informados anteriormente donde se demostraba que las partículas eran capaces de capturar proteínas en muestras ya purificadas. Durante este tiempo, también se trabajó en la optimización de la síntesis de nanopartículas magnéticas recubiertas con óxido de niquel, con el objetivo de utilizarlas para la purificación de proteínas recombinantes.
Visual Kit LVC: Test Nacional para el Diagnóstico Rápido de Leishmaniosis Visceral Canina
Este proyecto se basa en el desarrollo y validación de un inmunoensayo de flujo lateral (LFIA) de origen nacional (santafesino) que permita el diagnóstico rápido, visual e in situ de Leishmaniasis Visceral Canina (LVC). En esta última etapa, se trabajó en la obtención y clasificación del panel de sueros a analizar mediante ELISA “in house”. Puntualmente, se trabajó con el ELISA “in house” puesto a punto en el primer informe para evaluar el panel de sueros conseguidos a través de los Drs Burna y Eiras y clasificados por otras técnicas para comparar estos resultados con los obtenidos con las tiras de inmunocromatografía de flujo lateral (IFL) desarrolladas.
El objetivo de esta instancia fue evaluar la capacidad diagnóstica del nuevo IFL – inmunocromatografía de flujo lateral – basado en partículas de látex coloreadas y una proteína antigénica recombinante (LeQuiDi) para la detección de Leishmaniasis Visceral Canina (LVC), y comparar los resultados con un ELISA “in house” basado en el mismo antígeno y el mismo panel de sueros tomado como referencias.
Analizando sólo el panel de sueros LVC (+) y LVC (-), los ensayos de ELISA “in house” arrojaron valores de sensibilidad y especificidad del 99% y 94% respectivamente. Si bien, los resultados de los ensayos de IFL presentaron menores valores de sensibilidad (93%), la especificidad se mantuvo (94%). En general, la concordancia con los resultados del ensayo de ELISA tomado como referencia fue muy buena.
Pistón de material compuesto resistente a la abrasión para brazos hidráulicos
Uno de los usos más importantes de los pistones hidráulicos son los brazos mecánicos (brazos de grúa, accionadores, herramientas de montaje y sujeción, etc.). En la maquinaria agrícola los brazos se emplean en diversas máquinas para fumigar, cosechar, sembrar o fertilizar. En la mayoría de estas aplicaciones la generación de una palanca de fuerza entre la máquina y el extremo del brazo puede desestabilizarla o romperla debido a su propio peso. Un brazo de bajo peso y con alta resistencia mecánica es un avance tecnológico innovador fuertemente requerido.
El producto propuesto es un pistón con cilindro de material compuesto epoxi-fibras de carbono, con micro y nanorefuerzos y compatibilizantes que confieren bajo peso y alta resistencia mecánica. Adicionalmente, teniendo en cuenta que la operación de un pistón se realiza a altas presiones y se somete a procesos abrasivos, la propuesta incluye una superficie resistente al desgaste abrasivo que resulta mucho más duradera. Las capacidades y propiedades mejoradas de este pistón ofrecen ventajas en costos de mantenimiento y operación y es completamente innovador en el mercado.
Durante este período, sus desarrolladores se dedicaron a la fabricación de prototipos para la optimización y la selección de métodos de producción y reducción de costos, la evaluación de la calidad y el desempeño del producto en ambiente relevante. Hasta el momento, si bien han podido desarrollar la capacidad de fabricación, han encontrado ciertas dificultades en la obtención de una pieza con medidas específicas debido a una contracción de la resina durante el proceso de curado.
Desarrollo, producción y evaluación a campo de un nanofertilizante multinutriente
Este proyecto está orientado a poner a punto y escalar un nuevo nanofertilizante multinutriente que actuará como abono, ya sea de aplicación foliar como de aplicación a suelo, de manera de disminuir las dosis de fertilizante aplicado, o incrementar el rendimiento utilizando las mismas dosis actuales. Una vez lograda la síntesis deseada en reactores de 50 litros, se evaluará a campo, a escala de parcela (3 m x 5 m) la formulación a fin de determinar eficacia y dosis, permitiendo de esta forma obtener información para validar la tecnología y poder dar a conocer resultados ante potenciales interesados.
Durante los primeros seis meses de ejecución del proyecto, sus desarrolladores sintetizaron las cuatro nanopartículas deseadas: sulfato de calcio, óxido de zinc,molibdato de calcio y fosfato de calcio amorfo y lograron optimizar las síntesis de manera tal de obtener tamaños de partículas nanométricos, utilizando diferentes polímeros. Posteriormente, caracterizaron las muestras obtenidas por DRX, Sortometría, Microscopía confocal, TEM y SEM. En base a estos resultados se seleccionaron las rutas de síntesis más convenientes y se formuló un producto (FAN-1) con concentraciones de nutrientes similares a los comerciales, pero completamente constituido por nanopartículas.
El producto fue aplicado en un ensayo a campo por “chorreo”, a suelo, en un cultivo de trigo. En el mes de octubre se realizará una aplicación foliar. Este ensayo permitirá determinar la performance del nanofertilizante, que en caso de incrementar los rendimientos de los cultivos, permitirá iniciar su registro para su posterior comercialización. Como siguiente paso, y en base a los resultados obtenidos, se reformulará la composición del producto y se continuarán las pruebas en maíz.
De esta manera, la FAN continúa apuntalando iniciativas que promuevan la llegada de la nanotecnología a la industria, con productos y/o procesos innovadores que generen mayor valor o nuevas y mejores propiedades. Al programa Pre Semilla, se suma el trabajo de vinculación y los servicios y asesoramiento que brinda el Laboratorio Nanofab, así como el crecimiento permanente del Espacio de Innovación, en la sede San Martín, que cuenta con un grupo de empresas innovadoras que trabajan diariamente para impulsar la nanotecnología.