Incorporación de nanofibra de celulosa en biomedios microalgales para fortalecer las propiedades mecánicas y estructurales.

Abstract

Este estudio investigó el impacto de diferentes concentraciones de nanofibras de celulosa (NFC) en la estabilidad mecánica y estructural de biomedios microalgales de alginato. Se buscó determinar la mejor concentración de NFC, entre las testeadas, que permitan mejorar las propiedades de los biomedios. Se realizaron pruebas preliminares para determinar la concentración máxima efectiva de nanofibras de celulosa, se evaluó la degradación del peso en biomedios de alginato con diferentes concentraciones de NFC en agua destilada y en agua de sistemas de recirculación acuícolas y se realizaron pruebas de compresión a los estos biomedios liofilizados. Además, se realizó una prueba de espectroscopia Raman para analizar el alginato de sodio, las NFC y compararlos con las muestras de alginato con y sin NFC. La adición de NFC mejoró la resistencia mecánica de las muestras hasta el 10% de concentración, ya que concentraciones mayores debilitaron la estructura. La presencia de microalgas no tuvo un efecto negativo en la resistencia mecánica del alginato. El espectro Raman reveló una mayor presencia del grupo carboxilo en las muestras de alginato con NFC. Estos resultados sugieren que la incorporación de NFC en biomedios de alginato puede mejorar sus propiedades mecánicas, pero debe optimizarse la concentración para obtener beneficios significativos.

This study investigated the impact of different concentrations of cellulose nanofibers (CNF) on the mechanical and structural stability of alginate-based microalgal bio-carriers. The aim was to determine the optimal CNF concentration, among those tested, that would enhance the properties of the bio-carriers. Preliminary tests were conducted to determine the maximum effective concentration of cellulose nanofibers (CNF). Weight degradation was evaluated in alginate bio-carriers with different CNF concentrations in distilled water and in water from aquaculture recirculation systems. Compression tests were performed on these freeze-dried bio-carriers. Additionally, a Raman spectroscopy test was conducted to analyze sodium alginate and CNF, comparing them with samples of alginate with and without CNF. The addition of CNF improved the mechanical strength of the samples up to a concentration of 10%, as higher concentrations weakened the structure. The presence of microalgae did not have a negative effect on the mechanical strength of the alginate. The Raman spectrum revealed a higher presence of the carboxyl group in the alginate samples with CNF. These results suggest that the incorporation of CNF into alginate bio-carriers can improve their mechanical properties, but the concentration needs to be optimized to achieve significant benefits.