Resumen de Materiales no Newtonianos a base de Almidón: Entre el Análisis de propiedades y sus aplicaciones al Diseño Sostenible
Nadine T. El Gazzar, Alberto T. Estévez, Yomna Abdallah
- español
El actual deterioro ambiental ha impulsado el diseño de materiales ecológicos a partir de recursos sostenibles y renovables, para superar los problemas ambientales actuales, incluidos los residuos orgánicos y el aumento de las emisiones de dióxido de carbono. Posteriormente, la producción de materiales sostenibles a partir de abundantes biopolímeros, como el almidón, ha despertado el interés de investigadores de diversas disciplinas. El almidón es un polímero natural, lo que significa que es creado por las células de los organismos vivos (Yumbla, F. et al., 2023). Se extrae de diversas fuentes, como el maíz:
una de las fuentes más prevalentes de residuos vegetales y una fuente vital de los mismos (Ibrahim, M.I.J. et al., 2020). El presente estudio pretende analizar y mostrar las distinguidas propiedades de los materiales no newtonianos a base de almidón, concretamente la mezcla de almidón de maíz y agua, que forman un ejemplo biodegradable, no tóxico y económico de fluido no newtoniano conocido como “Oobleck”, con el fin de introducirlo como material arquitectónico sostenible. Debido a sus cualidades únicas, puede imitar las propiedades tanto de un sólido como de un líquido, dependiendo de la cantidad de fuerza aplicada. Este comportamiento inusual hace que su viscosidad cambie con la tasa de carga aplicada. En consecuencia, este escrito expondrá una revisión bibliográfica sobre la base química y las propiedades físicas y mecánicas del material no newtoniano a base de almidón, apoyada por sus aplicaciones exitosas que destacan las propiedades distintivas de tal material. En este contexto, estas líneas forman parte de una investigación en curso sobre la mejora de las propiedades físicas y mecánicas de materiales no newtonianos a base de almidón, investigado para utilizarlo en aplicaciones arquitectónicas.
- English
The current environmental deterioration has prompted the design of eco-friendly materials from sustainable and renewable resources to overcome current environmental problems, including organic waste and increasing carbon dioxide emissions. Subsequently, the production of sustainable materials from abundant biopolymers, such as starch, has attracted the interest of researchers from various disciplines. Starch is a natural polymer, meaning that it is created by the cells of living organisms (Yumbla, F. et al., 2023). It is extracted from various sources, such as maize: one of the most prevalent sources of plant residues and a vital source of plant residues (Ibrahim, M.I.J. et al., 2020). The present study aims to analyse and demonstrate the distinguished properties of non-Newtonian starchbased materials, specifically the mixture of corn starch and water, which form a biodegradable, non-toxic and cost-effective example of a non-Newtonian fluid known as “Oobleck”, in order to introduce it as a sustainable architectural material. Due to its unique qualities, it can mimic the properties of both a solid and a liquid, depending on the amount of force applied. This unusual behaviour causes its viscosity to change with the rate of applied load. Accordingly, this paper will present a literature review on the chemical basis and the physical and mechanical properties of starch-based non-Newtonian material, supported by its successful applications that highlight the distinctive properties of such material. In this context, these lines are part of an ongoing research on the improvement of physical and mechanical properties of starch-based non-Newtonian materials investigated for use in architectural applications.
- português
A atual deterioração ambiental motivou o desenvolvimento de materiais ecologicamente corretos a partir de recursos sustentáveis e renováveis para superar os atuais problemas ambientais, incluindo resíduos orgânicos e o aumento das emissões de dióxido de carbono. Posteriormente, a produção de materiais sustentáveis a partir de biopolímeros abundantes, como o amido, atraiu o interesse de pesquisadores de várias disciplinas. O amido é um polímero natural, o que significa que ele é criado pelas células de organismos vivos (Yumbla, F. et al., 2023). Ele é extraído de várias fontes, como o milho: uma das fontes mais predominantes de resíduos vegetais e uma fonte vital de resíduos vegetais (Ibrahim, M.I.J. et al., 2020). O presente estudo tem como objetivo analisar e demonstrar as propriedades diferenciadas de materiais não newtonianos à base de amido, especificamente a mistura de amido de milho e água, que formam um exemplo biodegradável, não tóxico e econômico de um fluido não newtoniano conhecido como “Oobleck”, a fim de apresentá- -lo como um material arquitetônico sustentável. Devido às suas qualidades exclusivas, ele pode imitar as propriedades tanto de um sólido quanto de um líquido, dependendo da quantidade de força aplicada. Esse comportamento incomum faz com que sua viscosidade mude de acordo com a taxa de carga aplicada. Dessa forma, este artigo apresentará uma revisão da literatura sobre a base química e as propriedades físicas e mecânicas do material não newtoniano à base de amido, apoiada por suas aplicações bem-sucedidas que destacam as propriedades distintas desse material. Nesse contexto, essas linhas fazem parte de uma pesquisa em andamento sobre a melhoria das propriedades físicas e mecânicas de materiais não newtonianos à base de amido investigados para uso em aplicações arquitetônicas.
