Descripción y contextualización de la asignatura

Desarrollar y comprender el comportamiento de materiales biológicos y biobasados desde el conocimiento de su estructura, enfocándolo en el marco de la ingeniería de materiales de fuentes renovables.

Convocatoria ordinaria: orientaciones y renuncia

La evaluación de la asignatura se llevará a cabo mediante evaluación continua realizada a lo largo del periodo de impartición de la asignatura. Esta evaluación constará de controles, cuestionarios, entrega de ejercicios y presentación de trabajos.

De acuerdo con la normativa EEES se exige en todas las Actividades presencialidad superior o igual al 80% (se pasará control de asistencia diario).

La calificación final se obtendrá como suma de las calificaciones obtenidas en la evaluación continua.

RENUNCIA (en convocatoria ORDINARIA):

La renuncia a la convocatoria supondrá la calificación de No Presentado.

Para solicitar la renuncia, el alumno y la alumna, deberá hacerlo vía correo electrónico, 15 días naturales antes de la fecha de terminación de impartición de la asignatura. Este email estará dirigido al responsable del master, poniendo en copia al coordinador de la asignatura.

Convocatoria extraordinaria: orientaciones y renuncia

La convocatoria extraordinaria tendrá lugar en la fecha programada durante el periodo correspondiente a la convocatoria extraordinaria. La prueba consistirá en un único examen escrito de toda la asignatura.

RENUNCIA (en convocatoria EXTRAORDINARIA):

La renuncia a la convocatoria supondrá la calificación de No Presentado.

Para solicitar la renuncia, el alumno y la alumna, deberá hacerlo vía correo electrónico, 15 días naturales antes de la fecha programada del examen. Este email estará dirigido al responsable del master, poniendo en copia al coordinador de la asignatura.

Temario

0. Ensamblado en Biopolímeros. Medidas y teoría.



1. Biocomposites. Constituyentes y aproximación al diseño de materiales. Principios básicos del comportamiento mecánico de los materiales. Diseño de productos basados en biocomposites.



2. Matrices poliméricas. Estructura y propiedades de los polímeros. Matrices poliméricas empleadas en biocomposites basados en biofibras. Biocomposites basados en matrices poliméricas biodegradables.



3. Fibras lignocelulósicas. Nanocelulosa. Fibras ligno-celulósicas. Tratamientos superficiales.



4. Interfaces y arquitectura de las fibras. Mecanismos de adhesión. Interface/arquitectura de la fibra. Arquitectura de las fibras y aspectos geométricos.



5. Micromecanismos de los composites. Comportamiento de composites unidireccionales. Densidad y módulo longitudinal. Resistencia y deformación transversal. Composites de fibras cortas. Módulo y resistencia. Análisis de una lámina ortotrópica.



6. Estructuras fibrilares entrecruzadas. Papel, cartón y laminados. Procesado y propiedades de biocomposites.



7. Sólidos celulares. Estructuras celulares, paneles y espumas. Micromecanismos de los sólidos celulares. Mecanismos de deformación elástica: cizalla/tracción/compresión. Colapso y fractura de estructuras celulares.



8. Degradación. Mecanismos de degradación biológica de materiales poliméricos. Productos de degradación e impacto ambiental. Polímeros biodegradables.



9. Bionanocomposites basados en nano-refuerzos de celulosa y matrices poliméricas. Componentes. Nano-refuerzos provenientes de diversas fuentes naturales. Bionanofuncionalización de nanomateriales. Técnicas de preparación y acondicionamiento de nano-refuerzos. Matrices poliméricas naturales y sintéticas. Matrices poliméricas biocompatibles y biodegradables.



10. Procesado de bionanocomposites. Manipulación y técnicas de dispersión y mezclado de nano-refuerzos y matrices. Técnicas de procesado.



11. Caracterización de bionanocomposites. Caracterización de dispersión, tamaño de nano-refuerzos y nanoestructura de bionanocomposites. Conducta mecánica. Propiedades físico-químicas.



12. Otras aplicaciones. Nanocomposites biomiméticos y biológicamente inspirados. Nanocomposites sintéticos de origen biológico. Nanocomposites biológicamente inspirados





Prácticas de Laboratorio. Técnicas de caracterización físico-química y de estructura a escala molecular, macromolecular y suparmolecular aplicadas a la caracterización de bionanocomposites: Análisis de la composición de polímeros. Espectroscopía infrarroja (FTIR). Espectroscopía Raman. Resonancia magnética nuclear (RMN). Determinación de pesos moleculares (Viscosimetría, Osmometría, Cromatografía de exclusión por tamaños-SEC). Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC). Termogravimetría (TGA). Estructura de los polímeros en el estado amorfo-Transiciones térmicas. Estructura de los polímeros en el estado cristalino. Morfología de polímeros cristalinos y semicristalinos. Difracción de Rayos X y Microscopia óptica de luz polarizada. Cinética de cristalización.

Bibliografía

Bibliografía básica

Kasapis et al., Modern Biopolymer Science.Bridging the Divide between Biopolymer Fundamental Treatise and Industrial Application. Elsevier, 2009

Mohanty et al. Natural fibers, biopolymers and their biocomposites. CRC Press, 2005

R. Wool, Bio-Based Polymers and Composites, Elsevier, 2005

Hull, D et al., An introduction to composite materials, 2nd ed, Cambridge University Press, 1996

G. Scott, Degradable Polymers: Principles and Applications, 2nd ed, Kluwer Academic Publisher, 2002

Gibson LJ, Ashby MJ., Cellular solids: Structure and Properties, 2nd ed, Cambridge University Press, Cambridge, U.K. 1997

Vincent, Structural biomaterials, Princeton University Press, 1990

P. M. Ajayan et al., Nanocomposite Science and Technology. Wiley-VCH, 2003

Hull, D et al., An introduction to composite materials, 2nd ed, Cambridge University Press, 1996

Mahapatro A., Polymers for Biomedical Applications, Oxford University Press, 2006

Kumar C. S. S. R., Biofunctionalization of Nanomaterials. (Vol. 1), Villey-VCH, 2005

Bibliografía de profundización

Smith R., Biodegradable polymers for industrial applications. CRC Press, 2005



Platt D. K., Biodegradable Polymers, Rapra 2006



Park J. B., Bronzino J. D., Biomaterials: principles and applications, CRC Press, 2003



Dumitriu S., Polymeric biomaterials, Marcel Dekker, 2002



Scott G., Polymers and the environment Springer Verlag, 1999



Wainwright SA et al., Mechanical design in organisms, John Wiley and Sons, 1976

Revistas

Macromolecules



Biomacromolecules



CARBOHYDRATE POLYMERS



BioResources



WOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY



Cellulose



Composites Science and Technology

Enlaces

http://www.biomatnet.org/home.html



http://www.efpro.org/



http://www.cepi.org/Content/Default.asp