Enzymatic processing of protein-based fibers

Wool and silk are major protein fiber materials used by the textile industry. Fiber protein structure-function relationships are briefly described here, and the major enzymatic processing routes for textiles and other novel applications are deeply reviewed. Fiber biomodification is described here with various classes of enzymes such as protease, transglutaminase, tyrosinase, and laccase. It is expected that the reader will get a perspective on the research done as a basis for new applications in other areas such as cosmetics and pharma.

Degradation of all-inkjet-printed organic thin-film transistors with TIPS-pentacene under processes applied in textile manufacturing

Printed electronics represent an alternative solution for the manufacturing of low-temperature and large area flexible electronics. The use of inkjet printing is showing major advantages when compared to other established printing technologies such as, gravure, screen or offset printing, allowing the reduction of manufacturing costs due to its efficient material usage and the direct-writing approach without requirement of any masks. However, several technological restrictions for printed electronics can hinder its application potential, e.g. the device stability under atmospheric or even more stringent conditions. Here, we study the influence of specific mechanical, chemical, and temperature treatments usually appearing in manufacturing processes for textiles on the electrical performance of all-inkjet-printed organic thin-film transistors (OTFTs). Therefore, OTFTs where manufactured with silver electrodes, a UV curable dielectric, and 6,13-bis(triisopropylsilylethynyl) pentance (TIPS-pentacene) as the active semiconductor layer. All the layers were deposited using inkjet printing. After electrical characterization of the printed OTFTs, a simple encapsulation method was applied followed by the degradation study allowing a comparison of the electrical performance of treated and not treated OTFTs. Industrial calendering, dyeing, washing and stentering were selected as typical textile processes and treatment methods for the printed OTFTs. It is shown that the all-inkjet-printed OTFTs fabricated in this work are functional after their submission to the textiles processes but with degradation in the electrical performance, exhibiting higher degradation in the OTFTs with shorter channel lengths (L=10 μm).

Study of the potential employment of Malvaceae Species in composites materials

The employ of vegetal fibers for textiles and composites represents a great potential in economic and social sustainable development. Some Malvaceae species are considered tropical cosmopolitans, such as from Sida genus. Several species of this genus provide excellent textile bast fibers, which are very similar in qualities to the jute textile fiber. The objective of the present study is present the physicochemical characterization of six Brazilian vegetal fibers: Sida rhombifolia L.; Sida carpinifolia L. f.; Sidastrum paniculatum (L.) Fryxell; Sida cordifolia L.; Malvastrum coromandelianum (L.) Gurck; Wissadula subpeltata (Kuntze) R.E.Fries. Respectively the two first species are from Brazilian Atlantic Forest biome and the four remaining from Brazilian Cerrado biome, despite of present in other regions of the planet. The stems of these species were retted in water at 37oC for 20 days. The fibers were tested in order to determine tensile rupture strength, tenacity, elongation, Young’s modulus, cross microscopic structure, Scanning Electronic Microscopy (SEM), regain, combustion, acid, alkali, organic solvent and cellulase effects, pH of the aqueous extract, Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Thermogravimetric Analysis (TGA). The obtained values were compared with those from fibers of recognized applicability in the textile industry including hemp. The results are promising in terms of their employment in thermoset and thermoplastic medium resistance composites.

Re-Design of ribbon for new applications

O conceito de qualidade de vida surge pela primeira vez em 1920, através do economista inglês Arthur Cecil Pigou, que utiliza este termo para descrever o impacto governamental sobre a vida das pessoas mais desfavorecidas. Com a instalação de uma era industrializada e com o fim da 2º Guerra Mundial, a sociedade mudou de paradigma e iniciou uma procura incessante de formas para melhorar a sua qualidade de vida. Este conceito desenvolve-se juntamente com o desenvolvimento do conceito de educação, saúde, habitação, transporte, trabalho e lazer, bem como indicadores do aumento da esperança de vida, a diminuição da mortalidade infantil e dos níveis de poluição. O avanço da tecnologia teve um papel fundamental para a evolução desses conceitos, bem como o Design na procura de soluções para aplicação dessas mesmas tecnologias. No caso concreto da indústria tèxtil, a tendência é o desenvolvimento de têxteis inteligentes envolvendo a engenharia electrónica no seu processo de conceptualização e de fabrico. A chamada tecnologia wearable abre novos horizontes para a criação de soluções inovadoras, abrindo novos nichos de mercado com elevado valor acrescentado. Existem atualmente vários produtos no mercado cuja funcionalidade e utilidade lhes conferiu um estatuto imutável ao longo dos anos, onde a evolução não avançou na tendência atual. Esse é o caso dos tecidos estreitos, cuja funcionalidade poderá adquirir novas capacidades e ser utilizada em diferentes componentes têxteis nas mais variadas áreas. Essas capacidades poderão ser acrescentadas pela incorporação de materiais com luminosidade (Led’s e L-Wire) nas suas estruturas. Neste estudo realizado o design de produtos com novas funcionalidades, adaptando as tecnologias até agora desenvolvidas em novas soluções e/ou novas recriações de produto.

Vestuário interactivo para desporto e reabilitação

Dissertação de mestrado em Design e Marketing

Assessing the application of polypropylene multifilament yarns in brain phantoms

The currently available clinical imaging methods do not provide highly detailed information about location and severity of axonal injury or the expected recovery time of patients with traumatic brain injury [1]. High-Definition Fiber Tractography (HDFT) is a novel imaging modality that allows visualizing and quantifying, directly, the degree of axons damage, predicting functional deficits due to traumatic axonal injury and loss of cortical projections. This imaging modality is based on diffusion technology [2]. The inexistence of a phantom able to mimic properly the human brain hinders the possibility of testing, calibrating and validating these medical imaging techniques. Most research done in this area fails in key points, such as the size limit reproduced of the brain fibers and the quick and easy reproducibility of phantoms [3]. For that reason, it is necessary to develop similar structures matching the micron scale of axon tubes. Flexible textiles can play an important role since they allow producing controlled packing densities and crossing structures that match closely the human crossing patterns of the brain. To build a brain phantom, several parameters must be taken into account in what concerns to the materials selection, like hydrophobicity, density and fiber diameter, since these factors influence directly the values of fractional anisotropy. Fiber cross-section shape is other important parameter. Earlier studies showed that synthetic fibrous materials are a good choice for building a brain phantom [4]. The present work is integrated in a broader project that aims to develop a brain phantom made by fibrous materials to validate and calibrate HDFT. Due to the similarity between thousands of hollow multifilaments in a fibrous arrangement, like a yarn, and the axons, low twist polypropylene multifilament yarns were selected for this development. In this sense, extruded hollow filaments were analysed in scanning electron microscope to characterize their main dimensions and shape. In order to approximate the dimensional scale to human axons, five types of polypropylene yarns with different linear density (denier) were used, aiming to understand the effect of linear density on the filament inner and outer areas. Moreover, in order to achieve the required dimensions, the polypropylene filaments cross-section was diminished in a drawing stage of a filament extrusion line. Subsequently, tensile tests were performed to characterize the mechanical behaviour of hollow filaments and to evaluate the differences between stretched and non-stretched filaments. In general, an increase of the linear density causes the increase in the size of the filament cross section. With the increase of structure orientation of filaments, induced by stretching, breaking tenacity increases and elongation at break decreases. The production of hollow fibers, with the required characteristics, is one of the key steps to create a brain phantom that properly mimics the human brain that may be used for the validation and calibration of HDFT, an imaging approach that is expected to contribute significantly to the areas of brain related research.

Degradação fotocatalítica de petróleo e seus derivados através da utilização de nanopartículas de dióxido de titânio puro e misturado com óxido de grafeno reduzido

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia de Materiais

Integração no laboratório da Lameirinho e controlo aos tecidos acabados

Dissertação de mestrado em Técnicas de Caraterização e Análise Química

Acabamentos funcionais têxteis aplicados por estamparia digital em substratos têxteis ativados por plasma

Tese de Doutoramento em Engenharia Têxtil

Sustentabilidad productiva de pequeños rumiantes en áreas desfavorecidas (SUPPRAD). Estudios de genética animal

Este proyecto se ubica dentro del programa SUPPRAD que trabaja en red a lo largo del país en áreas desfavorecidas y con pequeños productores. En el contexto del uso sustentable de los recursos naturales y de promoción del desarrollo, el mejoramiento genético es una herramienta fundamental porque aporta beneficios a ambos componentes. Por eso se ha tomado para este proyecto como objetivos generales estudiar las estrategias de implementación de programas de mejoramiento genético de fibra en rumiantes menores y Camélidos en las áreas desfavorecidas donde actúa el programa. Se pretende aquí identificar genotipos de mayor eficiencia productiva en fibra en rumiantes menores y Camélidos y aplicar los conocimientos adquiridos en programas de mejoramiento productivo que tiendan a mejorar el ingreso del pequeño productor para finalmente contribuir al desarrollo de producciones sustentables en distintas regiones del país. Esto se va a desarrollar a través de estudios de estructura poblacional a nivel de pequeños productores de Llamas de la provincia de Jujuy, Córdoba, La Pampa y Río Negro; productores trashumantes de caprinos criollos con aptitud de fibra del área noroeste de Neuquén; pequeños productores de la pampa de Olaen (Córdoba). Por otra parte y a partir de los planteles experimentales establecidos en los campos de productores se organiza la toma de registros de las distintas variables a describir genéticamente: peso de vellón, peso de parche de vellón (predictor del peso de vellón), diámetro medio de las fibras, coeficientes de variación, frecuencia de rizos, rinde al descerdado (vellones mixtos), frecuencias y diámetro de tipos de fibra y tipos de folículos en cortes de piel. Por otra parte se diseñarán objetivos de mejoramiento para las distintas especies a partir de la información genética generada en este proyecto y la información económica recopilada a partir de informaciones de mercado y de los resultados de ensayos de textiles específicos. Como resultado final se pretende elaborar estrategias de abordajes de los mejoramientos productivos de las distintas áreas en estudio y de los distintos tipos de productores involucrados.

Desarrollo de tecnología textil para el procesamiento de la fibra de camélidos, caprinos y ovinos Merino superfino

En este proyecto se pretende abordar el problema de la comercialización de la fibra de Camélidos sudamericanos, caprinos de Angora y de Cachemira y de ovinos Merinos superfino, apuntando a desarrollar tecnologías no disponibles o cuyos detalles aun no están claros, para poder brindar a través de una planta textil propia un servicio de procesamiento textil a los productores interesados e integrados a Programas de Desarrollo, a los fines de obviar los problemas de mercado y comercialización de la fibra en bruto. Para esto, se van a realizar ensayos textiles de diversa índole, con gran énfasis en el desarrollo de una tecnología de separación no convencional del “guard hair” y el “down” de las fibras de Camélidos y Caprinos, minimizando las roturas de fibras y obteniendo un producto final con un porcentaje de “guard hair” no superior al 2%, que es lo se ajusta a las normas de calidad más exigentes. Por otra parte, el procesamiento convencional (sistemas “worsted” y “woollen”) requiere ajustes para obtener hilos puros de estas fibras y para hilar lanas superfinas que ya no se producían en el país. Se trabajará en relación con el convenio interinstitucional entre la Facultad y la Fundación Habitat. Se utilizará como materia prima para los ensayos fibra proveniente de todos los proyectos integrados al SUPPRAD.

Ganadería sustentable en la reserva hídrica provincial Pampa Achala. Estudio sobre la producción de camélidos sudamericanos domésticos. Proyecto de conservación de la biodiversidad (TF-028372), subcomponente desarrollo de actividades sustentables

El objetivo general de este proyecto es demostrar la factibilidad de implementar una producción sustentable CSD (Llamas) en la reserva Hídrica Provincial de Pampa de Achala (RHPPA). Los objetivos específicos son: • Medir la adaptación de los CSD a los hábitos de producción de los pobladores del área de estudio. • Medir la calidad de la fibra obtenida mediante procesamientos textiles artesanales e industriales • Evaluar la calidad de la carne mediante la realización de faenas protocolizadas y análisis de calidad. • Analizar el desempeño productivo de un plantel experimental de CSD teniendo en cuenta la sustentabilidad. • Desarrollar criterios a través de los cuales se puedan fijar los requisitos técnicos para diseñar un certificado de calidad de producción orgánica para fibra y para carne. Se trabajará con dos planteles experimentales: en la zona de influencia de la Escuela Martín Fierro, y en el Cerro El Lindero en Yacanto-San Javier. Se totalizarán 30 animales por cada lugar y se controlará el manejo y el procesamiento de los productos: fibra y carne. El estudio de la artesanía tradicional y la recuperación de las técnicas tradicionales de los artesanos de la zona será otra actividad importante de este proyecto

Análisis cuantitativo de las importaciones de efectos europeos en Córdoba, 1816-1825. (Segunda Etapa)

A comienzos del siglo XIX se encuentra en sus inicios el proceso de incremento de las relaciones mercantiles con Europa por parte de todo el espacio económico colonial, lo que origina una interpretación historiográfica habitual que considera que, debido al consecuente aumento de las importaciones, se genera una frustración de los procesos de industrialización incipientes. Estos tendrían que haberse desarrollado en base a la supuesta transformación de la actividad artesanal o manufacturera textil que debería convertirse en producción industrial, siguiendo los pasos habituales del desarrollo del capitalismo en Inglaterra. Todos estos planteos, de posible veracidad general pero con escasas precisiones, se basan en fuentes con información general en tanto no se ha realizado aún una investigación que cuantifique el monto y la composición de las importaciones europeas y las contraste con los movimientos de las exportaciones del mismo tipo de efectos o de la materia prima relacionada con ellos. Nuestro proyecto pretende enfrentar este tipo de tarea para una región de reconocida especialización en la producción artesanal de textiles como es Córdoba, durante el período en que se enfrenta este problema y que las fuentes lo permitan. Objetivo general Registro y análisis de las importaciones de efectos europeos ingresados para el consumo de Córdoba desde 1808 a 1850, con el objeto de comparar sus resultados con el movimiento de las exportaciones y concluir sobre las relaciones entre ambos procesos. Objetivo específico Se ingresarán los datos y se realizará un primer proceso de la información sobre las importaciones de efectos europeos ingresados por el puerto de Buenos Aires para el consumo de la jurisdicción de Córdoba en el período de 1816 y 1825.

Aproximación al diseño de sistemas de bio-reactores para la delignificación de materiales lignocelulósicos y para la decontaminación de suelos y efluentes. Approximation to the design of bio-reactors systems for the delignificación of lignocellulosic materials and for the decontamination of soil and effluents

Los materiales lignocelulósicos residuales de las actividades agroindustriales pueden ser aprovechados como fuente de lignina, hemicelulosa y celulosa. El tratamiento químico del material lignocelulósico se debe enfrentar al hecho de que dicho material es bastante recalcitrante a tal ataque, fundamentalmente debido a la presencia del polímero lignina. Esto se puede lograr también utilizando hongos de la podredumbre blanca de la madera. Estos producen enzimas lignolíticas extracelulares fundamentalmente Lacasa, que oxida la lignina a CO2. Tambien oxida un amplio rango de sustratos ( fenoles, polifenoles, anilinas, aril-diaminas, fenoles metoxi-sustituídos, y otros), lo cual es una buena razón de su atracción para aplicaciones biotecnológicas. La enzima tiene potencial aplicación en procesos tales como en la delignificación de materiales lignocelulósicos y en el bioblanqueado de pulpas para papel, en el tratamiento de aguas residuales de plantas industriales, en la modificación de fibras y decoloración en industrias textiles y de colorantes, en el mejoramiento de alimentos para animales, en la detoxificación de polutantes y en bioremediación de suelos contaminados. También se la ha utilizado en Q.Orgánica para la oxidación de grupos funcionales, en la formación de enlaces carbono- nitrógeno y en la síntesis de productos naturales complejos. HIPOTESIS: Los hongos de podredumbre blanca, y en condiciones óptimas de cultivo producen distintos tipos de enzimas oxidasas, siendo las lacasas las más adecuadas para explorarlas como catalizadores en los siguientes procesos:  Delignificación de residuos de la industria forestal con el fin de aprovechar tales desechos en la alimentación animal.  Decontaminación/remediación de suelos y/o efluentes industriales. Se realizarán los estudios para el diseño de bio-reactores que permitan responder a las dos cuestiones planteadas en la hipótesis. Para el proceso de delignificación de material lignocelulósico se proponen dos estrategias: 1- tratar el material con el micelio del hongo adecuando la provisión de nutrientes para un desarrollo sostenido y favorecer la liberación de la enzima. 2- Utilizar la enzima lacasa parcialmente purificada acoplada a un sistema mediador para oxidar los compuestos polifenólicos. Para el proceso de decontaminación/remediación de suelos y/o efluentes industriales se trabajará también en dos frentes: 3) por un lado, se ha descripto que existe una correlación positiva entre la actividad de algunas enzimas presentes en el suelo y la fertilidad. En este sentido se conoce que un sistema enzimático, tentativamente identificado como una lacasa de origen microbiano es responsable de la transformación de compuestos orgánicos en el suelo. La enzima protege al suelo de la acumulación de compuestos orgánicos peligrosos catalizando reacciones que involucran degradación, polimerización e incorporación a complejos del ácido húmico. Se utilizarán suelos incorporados con distintos polutantes(por ej. policlorofenoles ó cloroanilinas.) 4) Se trabajará con efluentes industriales contaminantes (alpechínes y/o el efluente líquido del proceso de desamargado de las aceitunas). The lignocellulosic raw materials of the agroindustrial activities can be taken advantage as source of lignin, hemicellulose and cellulose. The chemical treatment of this material is not easy because the above mentioned material is recalcitrant enough to such an assault, due to the presence of the lignin. This can be achieved also using the white-rot fungi of the wood. It produces extracellular ligninolitic enzymes, fundamentally Laccase, which oxidizes the lignin to CO2. The enzyme has application in such processes as in the delignification of lignocellulosic materials and in the biobleaching of fibers for paper industry, in the treatment of waste water of industrial plants, in the discoloration in textile industries, in the improvement of food for ruminants, in the detoxification of polutants and in bioremediation of contaminated soils. HYPOTHESIS: The white-rot fungi produce different types of enzymes, being the laccases the most adapted to explore them as catalysts in the following processes:  Delignification of residues of the forest industry in order to take advantage of such waste in the animal feed.  Decontamination of soils and / or waste waters. The studies will be conducted for the design of bio reactors that allow to answer to both questions raised in the hypothesis. For the delignification process of lignocellulosic material they propose two strategies: 1- to treat the material with the fungi 2-to use the partially purified enzyme to oxidize the polyphenolic compounds. For the soil and/or waste water decontamination process, we have: 3- Is know that the enzyme protects to the soil of the accumulation of organic dangerous compounds catalyzing reactions that involve degradation, polymerization and incorporation to complexes of the humic acid. There will be use soils incorporated into different pollutants. 4- We will work with waste waters (alpechins or the green olive debittering effluents.

Decoloración de tintes por lacasa

Informe de investigación realizado a partir de una estancia en el Instituto de Biotecnología Medioambiental de la Universidad Tecnológica de Graz, Austria, entre Julio y Agosto de 2006. Se ha estudiado la decoloración de varios tintes sintéticos de estructuras químicas diferentes (Rojo Congo, Azul de Naftol, Indigo Carmín, Lanaset Gris, Azul de Nilo) por la enzima lacasa inmovilizada. La inmovilización de la enzima lacasa se llevó a cabo sobre esferas de alúmina (Al2O3) de 3 mm de diámetro debido a la resistecia mecánica de este material. La lacasa y la proteína inmovilizada se determinaron como la diferencia entre las concentraciones iniciales y residuales (obtenidas en los lavados). El porcentaje de lacasa inmovilizada fue del 68% y la cantidad de proteína inmovilizada por gramo de soporte de 5,6 mg. La enzima lacasa inmovilizada fue capaz de decolorar tintes de diferente estructura sin la necesidad de añadir mediadores redox, lo cual la hace una enzima muy adecuada para su aplicación en la decoloración de efluentes procedentes de la industria textil. De todas formas, son necesarios más estudios para optimizar la técnica de inmovilización así como el proceso de decoloración. Es interesante destacar que aunque hay muchos estudios basados en la oxidación de tintes textiles por lacasa la mayoría utilizan la enzima libre y hay muy poca información disponible sobre la aplicación de lacasas inmovilizadas, por lo que el presente estudio constituye una aportación muy interesante y novedosa.