Ehungintza mikroskopikoa

Alde batetik,polimero disolbatu edo urtu bat, biltegi txiki batetik orratz baten muturreraino. Beste alde batetik, materiala biltzeko geruza bat edo hodi bat. Eta bataren eta bestearen artean, tentsio garaiko korrontea. Ondorioa: eremu elektrikoak indar elektroestatiko bat sortzen du, indar horrek tira egiten du orratzaren muturreko material likidotik, likidoa luzatu egiten da eta zuntz fin-fina bihurtu. Armiarmek sarea eraikitzeko erabiltzen duten hariaren modukoa. Mikro eta nano hariak dira, eta, elkarren gainean eta ondoan metatuz, ehun itxurako geruza bat osatzen dute. Electrospinning teknika da. Elektroirutea edo elektroharitzea. Goruetan eta txabilan egin ohi zen prozesuaren I+G+B bertsioa, laborategikoa.

Aspalditik ezagutzen eta erabiltzen da electrospinninga. Gero eta erabilera gehiago ditu, ordea. CIC Nanogune ikerketa zentroan urteak daramatzate elektroirutea erabiltzen. Zuntzak sortzeko makina propioa garatu dute eta saldu egiten dute: Novaspider.

Orain CIC Nanogunek eta Donostiako AEG Berrikuntza Profesionalen Eskolak bat egin dute, elektroirutea eta hiru dimentsioko inprimatzea baliatuz, ehun berriak sortzeko, material birziklatuekin eta biodegradagarriekin.

AEGn batez ere hiru dimentsioko inprimatzea erabiltzen zuten ehun berriak sortzeko. Material birziklatuekin eta biodegradagarriekin ehunak sortzeko metodoak bilatzen aritu dira, eta hiru dimentsioko inprimatzean oinarritutako teknika bat lortu dute.

«Ehun testurako materialak lortzeko, oihal itxura izateko, mugara eramaten zuten inprimagailuekin jarritako material geruza», zehaztu du Javier Latasak. Ingeniari elektrikoa, proiektu honen eta Novaspiderren arduraduna da Nanogunen.

«Guk, ordea, hiru dimentsioko inprimatzea elektroirutearekin konbinatzen dugu», azaldu du Latasak Nanoguneren ekarpena. «Horrekin irun gabeko nanoehunen eta mikroehunen geruzak lortzen ditugu».

«Kasualitatea»

«Kasualitatez» sortu zen elkarrekin lan egiteko aukera. Nanoguneko Transferentzia Teknologikorako Departamentua AEGrekin harremanetan jarri zen, eta AEGko ordezkariek azaldu zieten zer-nolako lana egiten ari ziren moda mundurako ehun berriak sortzeko, hiru dimentsioko inprimagailuen bidez.

Nanogunekoei iruditu zitzaien ikerketa ildo horrek harremana izan zezakeela Nanogunen electrospinningarekin eta nanohariekin egiten ari ziren lanarekin. Donostiako Sustapenaren bonu teknologikoak baliatu zituzten elkarrekin lan egiteko. Donostiako Udalaren garapen ekonomikorako sozietatea da Donostiako Sustapena. Bonu teknologiko deitutakoen bidez hiriko enpresei diru laguntzak ematen dizkiete proiektu teknologikoak garatu ahal izateko —produktuak edo zerbitzuak—, zentro teknologikoekin elkarlanean, zentroen ezagutza eta eskarmentua baliatuz.

Nanogunen eskarmentua dute electrospinningaren edo elektroirutearen erabileran. Ez dute ehungintzarako erabili izan, beste sektore batzuetarako baizik: bioteknologiarako eta energiarako batez ere. Orain ehungintzara hurbiltzen ari dira.

AEGen tereflatato polietilenozko (PET) botilen hondakinekin lan egiten dute. Xehagailu batean txikitu egiten dituzte, plastikozko zati txikiak, pelletak, lortu arte. Material hori erabiltzen dute gero hiru dimentsioko inprimagailuan ehunak sortzeko.

Nanogunen, ordea, elektroirutea egiteko, plastiko zati horiek likido bihurtu behar dira, bai disolbatzaile batean disolbatuta, bai kartutxo batean urtuta (fusio elektroirutea, melt electrospinning). Elektroirutearen bidez plastikozko nanohariak lortzen dira.

Giza ile batek 17-181 mikrometro arteko diametroa izaten du. Elektroirutearen bidez lortutakoharietan diametroa ezberdina da, erabiltzen den teknikaren arabera: plastiko disolbatua erabiltzen baldin bada, harien diametroa 200-600 nanometro inguru izaten da; plastiko urtua erabiliz gero, ordea, 10-20 mikrometrokoa, giza ilerik finenen parekoa. Milimetro baten milarena da mikrometroa; milioirena, berriz, nanometroa. Fusio elektroirutea erabiltzen ari dira proiektuan, plastiko urtua baliatzen duen teknika.

Ehun zatiak, ez haria

Ehun zatiak lortzen dituzte. Ezharia iruna. «Ez dugu haria iruten eta hodietan jasotzen, gero hari hodi horiekin ehunak egiteko», argitu du Latasak. Proiektuaren hasierako helburuetako bat bazen harilak sortzea, baina oraingoz ez dute bide horretan sakondu. «Oraingoz, ez gara gai hari horiek manipulatzeko».

Mintz baten moduko zatiak lortzen dituzte, baina, aztertuz gero, nanohariz edo mikrohariz osatuta daudela ikusten da. «Hari horiek ausaz jartzen dira», Latasaren arabera. «Hariak modu ordenatuan ere jar daitezke, patroi jakin batzuei jarraituta, hirukiak edo laukituak, baina proiektu honetan modu aleatorioan egiten ari gara».

Lehen urratsa egiten ari dira oraindik: lortutako mintz zatien testura material naturalen antzekoa izatea. Horretarako, harien izaerarekin, diametroarekin eta morfologiarekin jokatzen dute, eta sortutako zuntzen egiturarekin, sendotasunarekin, arintasunarekin, porositatearekin... Pentsatuta dute bigarren urratsa: «Zati horiei propietate magnetikoak eta elektrikoak gehitzen saiatzea».

Laborategiko lana egiten ari dira. Gauza bat da laborategian ehun edo oihal itxura izan dezaketen mintzak edo geruzak lortzea, eta beste bat, horien ekoizpena handitzea eta jantziak sortu ahal izatea. Hala ere, Latasaren esanetan, laborategiko emaitzak gehitzea eta ekoizpen prozesuetara eramatea posible da, eta gaur egun egiten da zenbait makinekin.

Elektroirutea ez baita berria, eta haren bidez lortzen diren zuntz zatien erabilgarritasuna ere oso zabala baita. Iragazteko gaitasun handia duten materialak sortzeko, esaterako: «Partikula oso txikiak harrapatzeko gai dira, mikra bat baino txikiagoak, birusak, adibidez. Horregatik, nanozuntzak erabiltzen dituzte gehien iragazten duten maskaretan, eta normalean elektroirutearen bidez lortzen dira nanozuntzak».

Elektroirutean erabiltzen di ren materialen arabera, mintzek propietate batzuk edo beste batzuk izatea lortzen da. «Gainera», gehitu du Latasak, «azken emaitza aldatu nahi denean, azken materialaren propietateak aldatu nahi direnean, funtzionalizatu egin daitezke, osagarriak edo nanopartikulak gehituz». Horrela, eroankortasuna alda dakioke, ura erakartzen duena bihurtu, ura hartzen ez duena, biodegradagarritasuna kontrolatu... «Materialari funtzioak eman dakizkioke».

Aplikazio ugari

Elektroirutearekin lotuta, Novaspider proiektua dute Nanogunen, duela hiru urtetik. Elektroirutea eta hiru dimentsioko inprimatzeak konbinatzen dituzten makinak ekoizten eta saltzen dituzte. Hiru dimentsioko inprimagailuak dira, baina fusio eta disoluzio bidezko elektroirutea egiten dute. Teknologia bakoitzaren bidez ezaugarri ezberdinetako egiturak lortzen dira. Fusio elektroirutean, plastiko urtuarekin, esaterako, ordenagailu batean egiturak diseinatu eta inprimagailuaren bidez nanohariz osatutako hiru dimentsioko egiturak egin ditzakete, geruzaz geruza.

Aurten bost makina saldu dituzte eta hurrengo urtean hamazazpi saltzea espero dute. Biomedikuntzan erabiltzeko saltzen dituzte batez ere: «Zuntzen ingeniaritzarako aldamioak eraikitzeko. Zuntz biologikoen birsorkuntza eta hazkuntza eusten duten egiturak egiteko». Egitura horiek biobateragarriak eta bioxurgagarriak izan daitezke, eta hezurren, giharren edo neurona zuntzen hazkuntza lagundu eta bultzatu dezakete.

Aplikazio errealen eta balizko aplikazioen zerrenda oso zabala da: biosentsoreak egiteko, gorputzean botiken dosiak modu kontrolatuan askatzeko, energian (baterietako katalizatzaile gisa), ehungintzan, janariak biltzeko (mikrobioei aurre egiteko eta elikagaien iraupena luzatzeko), iragazkiak egiteko... Bide batzuk urratzen ari dira, beste batzuk urratzeko daude oraindik.