Eutectogeles a partir de compuestos naturales y su potencial aplicación en bioelectrónica y baterías

SEBASTIAN LOCATELLI; RONCO, LUDMILA I.; GISELA C. LUQUE; GUGLIOTTA, LUIS M.; MINARI, ROQUE J.

Workshop; 2do WORKSHOP POLIMEROS PARA LA INDUSTRIA ENERGÉTICA; 2024

Los eutectogeles, son geles conductores formados por la inmovilización de un solvente eutéctico profundo(DES) en una matriz polimérica, los cuales poseen una combinación única de propiedades dadas por elDES, como baja presión de vapor, estabilidad térmica, conductividad iónica (con DES iónicos) y ampliaventana de estabilidad electroquímica, combinada con las propiedades mecánicas y reológicas que la fasepolimérica le confiere. Estas propiedades, los vuelven prometedores para aplicaciones bioelectrónicascomo robótica blanda, dispositivos flexibles, electrodos para electrofisiología, así como también entecnologías de almacenamiento y conversión de energía, como supercapacitores y baterías de litio y sodio[1].En este trabajo se resume la actividad que se viene realizando en nuestro laboratorio relacionada con laobtención de membranas iónicas, y en particular de eutectogeles preparados a partir de compuestosnaturales. Como ejemplo se mencionan dos sistemas particulares. La producción de eutectogelesempleando aceite de soja epoxidado acrilado (AESO) para conformar la matriz polimérica y estructural delgel, y DES basados en cloruro de colina, glicerol y ácido itacónico. Estas formulaciones completamentebio-basadas demostraron un excelente desempeño para el procesamiento por impresión 3D porfotopolimerización. Además, las propiedades reológicas, mecánicas, y la resistencia a la absorción de aguabajo inmersión de los eutectogeles, se controlaron ajustando el grado de funcionalización del AESO, elcontenido y el tipo de DES. Estos eutectogeles se probaron para el registro de señales biológicas bajoagua, particularmente en ensayos de electromiografía subacuático, mostrando una mayor resolución queel electrodo médico estándar, es decir una mejor identificación de las señales musculares. También, seinvestigó la obtención de eutectogeles a partir de redes iónicas supramoleculares obtenidas mediante laformación de interacciones iónicas reversibles entre ácidos naturales como el ácido tartárico, el ácido fítico,el ácido sebácico, y una diamina derivada de ácidos grasos (PriamineTM 1071). Mediante la variación dela composición de ácidos, fue posible obtener un conjunto de materiales con grado de cristalinidad,propiedades mecánicas y reológicas controladas. Además, las redes iónicas en estado líquido fueronmiscibles con el DES bis[(trifluorometil)sulfonil]imida de litio (LiTFSI): N-metilacetamida, permitiendo lapreparación de eutectogeles. La incorporación de una baja concentración de este DES mejorósignificativamente la conductividad iónica de los materiales, y permitió producir membranas delgadas (0.2mm) con excelente flexibilidad. Estos eutectogeles se probaron como electrolitos en baterías de litio ymostraron una buena ciclabilidad a bajas densidades de corriente y un número de transporte de litioelevado [2].1. J. Wang, S. Zhang, Z. Ma, L. Yan, GreenChE, 2021, 2, 359-367.2. L.I. Ronco, G.C. Luque, C.A. Calderón, E.M. Euti, E. Rufeil Fiori, D.E. Barraco, E.P.M. Leiva, D. Mecerreyes, R.J. Minari, M.L. Picchio,Materials Today Chemistry, 2023, 30, 101525.