La seta del ragno lo è secondo quanto riferito, cinque volte più resistente dell’acciaio. Con alcuni aggiustamenti genetici, la seta del baco da seta può diventare ancora più difficile. E ora, un group afferma di aver trovato un modo per filare fibre di seta quasi a livello di Kevlar, senza fili sintetici attaccati, letteralmente.
Sorprendentemente, il nuovo approccio preserva la struttura naturale delle fibre di seta e dipende principalmente da temperature e pressioni attentamente controllate per indurire la seta. Secondo un recente Sostenibilità della natura Dallo studio sui risultati, il calore e la pressione hanno fuso le fibre di seta in un materiale denso e trasparente con una resistenza alla trazione maggiore dell’osso e quasi pari a quella delle fibre di Kevlar. Rispetto ai materiali artificiali, la fibra si degrada più facilmente, rendendola una componente valida delle tecnologie sostenibili, osserva il documento.
Inoltre, questa “seta fusa” è trasparente anche nella gamma visibile e ha proprietà ottiche rilevanti per le tecnologie wi-fi e di imaging di prossima generazione, Chunmei Licoautore dello studio e ingegnere biomedico presso la Tufts College, ha detto a Gizmodo.
Seguendo la tradizione della seta
Storicamente, gli esseri umani hanno iniziato a estrarre la seta dai bachi da seta già da molto tempo 8.500 anni fa. Ma negli ultimi anni, secondo l’articolo, l’organizzazione chimica unica delle fibre di seta ha attirato una “rinascita di interesse” per la seta per lo sviluppo di materiali high-tech nell’ingegneria biomedica, nella generazione di energia, nella conservazione degli alimenti, nei sensori e altro ancora.
“La domanda iniziale derivava da un problema di vecchia knowledge nella lavorazione dei biopolimeri naturali”, ha detto Li. La seta naturale ha “proprietà meccaniche e funzionali impressionanti”, ha aggiunto, ma la lavorazione della seta ha richiesto un processo “lento e chimicamente intenso” che “può distruggere la struttura gerarchica che conferisce alla seta molte delle sue proprietà utili”.
Trovare la zona della seta
Un miglioramento chiave apportato dal nuovo approccio è che non richiede un’eccessiva lavorazione chimica pesante; i ricercatori “allineano semplicemente le fibre e applicano calore e pressione, e si fondono insieme in un unico passaggio”, ha spiegato Li in a Dichiarazione di Tufts. Per lo studio, Li e colleghi hanno prima trattato le fibre di seta disponibili in commercio con carbonato di sodio per rimuovere il rivestimento appiccicoso prodotto dalle tarme della seta.
“L’obiettivo non period solo vedere se le fibre potevano essere fuse direttamente, ma anche capire cosa stava succedendo durante il processo: come le fibre si sono unite, come è cambiata la struttura e perché il materiale finale ha funzionato bene”, ha detto Li a Gizmodo.
Il trucco stava nel trovare una zona ottimale per pressare a caldo la seta. Se le temperature e le pressioni erano troppo basse, la seta diventava troppo molle. Se le temperature e le pressioni fossero troppo elevate, la seta sarebbe troppo fragile o si romperebbe del tutto. La squadra è atterrata su una finestra compresa tra 257 e 419 gradi Fahrenheit (125 e 215 gradi Celsius) e tra 1900 e 9800 atmosfere di pressione.
In queste condizioni, sorprendentemente, le fibre di seta si raggruppavano e si fondevano insieme, assumendo una nuova forma che in qualche modo somigliava alla struttura del legno. I potenti legami tra le fibre distribuiscono qualsiasi stress esercitato sul materiale, risultando in un materiale robusto e solido che preserva le migliori proprietà della seta naturale, secondo la dichiarazione.
La prossima grande cosa?
Il group prevede che il nuovo materiale si renderà utile in una vasta gamma di applicazioni. I ricercatori hanno anche condotto take a look at balistici e hanno confermato che il materiale period “resistente alla perforazione quanto i polimeri rinforzati con fibra di carbonio” utilizzati negli aeroplani e nelle automobili. Dichiarazione dell’Università del Michigan sui risultati. Ne hanno persino impiantati alcuni nei topi e hanno visto che i materiali si degradavano lentamente, il che significa che potrebbero essere utili per impianti medici temporanei.
Guardando al futuro, il group vuole che la sua seta magica sia più scalabile e supporti forme complesse e sta attualmente lavorando su indagini di follow-up verso questo obiettivo. L’concept è quella di coinvolgere associate industriali e commerciali disposti a provare a incorporare la seta fusa in sensori e altre tecnologie, hanno aggiunto i ricercatori.
“I materiali sostenibili non devono essere deboli o sostituti solo simbolici della plastica”, ha detto Li a Gizmodo. “Alcuni materiali naturali sono altamente ingegnerizzati dalla natura, e la seta è uno di questi. La sostenibilità può derivare da una migliore progettazione, da una migliore lavorazione e da una comprensione più profonda dei materiali che già esistono in natura.”
