Biomedicina

Fibra de seda regenerada

Las variedades artificiales aún no pueden igualar la fuerza de la fibra natural de la seda. Hsblamos del nuevo material llamado «fibra de seda regenerada» (RSF)

Está seda es producida por los gusanos de seda,  luego descompuesta  químicamente para luego volver a Regeneraese, los ingenieros han descubierto que pueden fabricar un material que es el doble de rígido que su contraparte natural y puede moldearse en estructuras complejas como mallas y celosías .

Los hallazgos se informan  en la Universidad de Tufts. el equipo del profesor de ingeniería de McAfee Markus Buehler, el postdoctorado Shengjie Ling, el científico investigador Zhao Qin han desarrollado una forma de aprovechar las mejores cualidades de la seda natural producida por los gusanos de seda, mientras la procesa de una manera que la hace más fuerte y abre una amplia variedad de nuevas formas y estructuras que nunca podrían formarse a partir de la seda natural. .

La clave es romper la seda natural, pero no demasiado, dice el equipo.

Disuelven los capullos construidos por los gusanos de seda, no hasta el punto de que la estructura molecular del material se rompa, sino en una forma intermedia compuesta por microfibrillas. Estos pequeños conjuntos en forma de hilo conservan algunas de las estructuras jerárquicas importantes que le dan a la seda su fuerza.

Buehler, jefe del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental, compara este reciclaje de materiales con derribar una vieja casa de ladrillos. Sin embargo, en lugar de simplemente derribar la casa en un montón de escombros, los ladrillos individuales se separan cuidadosamente y luego se utilizan para construir una nueva estructura. «La naturaleza es aún mejor en la fabricación de microestructuras» que, como se demostró en algunas de sus investigaciones anteriores, son responsables de las propiedades rígidas y elásticas únicas de la seda, dice. «En este caso, aprovechamos lo que nos brinda la naturaleza».

 La seda reconstituida puede ser varias veces más resistente que la fibra natural y se puede fabricar en diferentes formas.

Cuando se trata de confeccionar la compleja mezcla de moléculas que forman las fibras de seda natural, la naturaleza supera a la ingeniería humana sin dudarlo. A pesar de los esfuerzos para sintetizar el material, las variedades artificiales aún no pueden igualar la fuerza de la fibra natural.

Algunos tipos de seda producidos por las arañas se encuentran entre los materiales más resistentes que se conocen. Pero a diferencia de los gusanos de seda, las arañas no se pueden criar para producir las fibras en cantidades útiles. Varios investigadores, incluidos Buehler y sus colaboradores, han intentado hacer seda puramente sintética en su lugar, pero esos esfuerzos aún no han producido fibras que puedan igualar la fuerza de las versiones naturales.

En cambio, el equipo ha desarrollado una forma de aprovechar las mejores cualidades de la seda natural producida por los gusanos de seda, mientras la procesa de una manera que la hace más fuerte y abre una amplia variedad de nuevas formas y estructuras que nunca podrían formarse a partir de la seda natural. .

El método también permite a los investigadores dar forma al material de formas que nunca podrían ser duplicadas por la seda natural. Podría formarse, por ejemplo, en mallas, tubos, fibras mucho más gruesas que la seda natural , bobinas, láminas y otras formas. «No estamos satisfechos con lo que producen [los gusanos de seda ]», dice Buehler. «Queremos hacer nuestros propios materiales nuevos «.

Tales formas se pueden crear utilizando el material reconstituido en una especie de sistema de impresión 3-D personalizado para la solución de seda, dice Qin. Y una ventaja del nuevo proceso es que se puede llevar a cabo utilizando tecnologías de fabricación convencionales, por lo que escalarlo a cantidades comerciales no debería ser difícil. Las propiedades específicas de la fibra, incluida su rigidez y tenacidad, se pueden controlar según sea necesario simplemente variando la velocidad del proceso de extrusión.

Estas fibras reconstituidas también son muy sensibles a diferentes niveles de humedad y se pueden hacer eléctricamente conductoras añadiendo una fina capa de otro material, como una capa de nanotubos de carbono. Esto podría permitir su uso en una variedad de dispositivos de detección, donde una superficie cubierta con una capa o malla de tales fibras podría responder a la presión de la yema de un dedo o a cambios en las condiciones ambientales.

Una posible aplicación, por ejemplo, podría ser una sábana hecha de tales fibras, dice Buehler. Una sábana de este tipo podría usarse en centros de cuidados de enfermería para ayudar a evitar las escaras controlando la presión y advirtiendo automáticamente a los cuidadores cuando un paciente ha estado acostado en la misma posición durante demasiado tiempo con presión en un área particular del cuerpo. Dichas aplicaciones podrían hacerse prácticas muy rápidamente, dice, ya que no quedan obstáculos reales para producir material adecuado para tales usos.

Por último les compartimos un vídeo explicativo de la Universidad Politécnica de Madrid con el paso a paso de esta técnica.

Fuente: MIT y Universidad Politécnica de Madrid

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