Develando la reología de la goma xantana reticulada en solución por espectroscopía de RMN en alta resolución y en el dominio del tiempo

Este proyecto se enfoca en la comprensión del comportamiento complejo de la goma xantana en solución, y el efecto de su concentración, la fuerza iónica, la temperatura y el pH. Estos factores inducen cambios en la estructura supramolecular del polisacárido, como la formación hidrogeles y cambios en su viscosidad y capacidad de gelificación. A pesar del uso extendido de la goma xantana en diversas aplicaciones, la naturaleza exacta de las fuerzas y mecanismos que estabilizan su estructura reticulada sigue en discusión con propuestas que incluyen interacciones tanto hidrofóbicas como electrostáticas. Esta controversia representa un desafío significativo para su comprensión a nivel molecular, limitando el desarrollo de nuevas potenciales aplicaciones, así como su uso más efectivo. Para abordar este problema, el proyecto combina estudios de espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear (RMN) y de reología de las soluciones de la goma xantana. Así, se realizarán experimentos de RMN, tanto de alta resolución como en el dominio del tiempo, que incluyen técnicas uni y bidimensionales, de relajación y de difusión, a diferentes concentraciones, fuerza iónica, temperatura y pH. Por otro lado, se realizarán mediciones de reología rotacional y oscilatoria para evaluar las propiedades viscoelásticas de las soluciones bajo las mismas condiciones. El objetivo general es elucidar los mecanismos involucrados en la reticulación de la goma xantana en presencia de diferentes iones, cambios de temperatura y pH, para así comprender los cambios conformacionales de las cadenas, así como sus interacciones intra e intermoleculares. Para alcanzarlo, primero se caracterizará la goma xantana por cromatografía por permeación en gel, viscosimetría capilar, dispersión de luz y medición del potencial zeta. Luego, se realizará el estudio de las conformaciones moleculares de su reticulación por RMN 1D y 2D, y las mediciones reológicas y mecánicas de los hidrogeles del biopolímero. Finalmente, se modelarán las propiedades reológicas con los datos de RMN de alta resolución y relajometría. Al finalizar el proyecto, se espera establecer correlaciones inéditas entre las propiedades de relajación molecular y la reología de las soluciones de la goma xantana. Asimismo, los resultados bibliográficos esperados son: dos tesis de posgrado sustentadas, dos artículos aceptados para publicación en revistas indizadas (Q1 o Q2), y dos ponencias en eventos internacionales. Esto permitirá el diseño y desarrollo de materiales avanzados de goma xantana, desde hidrogeles y películas con propiedades a la medida, hasta sistemas de liberación de fármacos y biotintas para la impresión en 3D de tejidos y órganos.

El objetivo de esta investigación es elucidar los mecanismos de la reticulación de la goma xantana. Al entender cómo sus cadenas moleculares interactúan en presencia de diferentes iones, cambios de temperatura y de pH, se busca desarrollar materiales innovadores con propiedades a medida para una amplia gama de aplicaciones.

1.- Caracterización de soluciones de goma xantana por viscosimetría capilar, dispersión de luz y potencial zeta 2.- Caracterización reológica y mecánica de hidrogeles de goma xantana: Modelado y optimización de las propiedades 3.- Estudio de la conformacion molecular de la goma xantana reticulada en solución por RMN 1D y 2D 4.- Modelado de las propiedades reológicas de hidrogeles de goma xantana a partir de datos de RMN (Alta resolución y relajometria)

Sumados a los obligatorios: Realización de un taller de difusión y capacitación de la técnica de Resonancia Magnética Nuclear aplicada a productos agroindustriales, a realizarse en la Universidad Nacional Toribio Rodríguez de Mendoza, Chachapoyas, Amazonas. Fortalecimiento de las relaciones de colaboración en investigación con la Universidad Nacional Toribio Rodríguez de Mendoza (Chachapoyas, Amazonas), especialmente con el Grupo de Investigación en Cacao y Chocolate que dirige el Dr. Efraín Castro Alayo. Fortalecimiento de las colaboraciones con el Dr. Luiz Alberto Colnago de Embrapa Instrumentacao (Sao Paulo, Brasil) y con el Dr. Tiago Bueno de Moraes de la Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, de la Universidad de Sao Paulo (Sao Paulo, Brasil) en el área de las aplicaciones de la Resonancia Magnética Nuclear, tanto de alta resolución como de dominio del tiempo.

Investigacion basica

Multidisciplinario

CO-FINANCIADO

AMAZONAS - CHACHAPOYAS - CHACHAPOYAS | LIMA - LIMA - SAN MIGUEL

• 89 — Polímeros

Ciencias naturales - Química - Ciencia de los polímeros

UNIVERSIDADE DE SAO PAULO