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(Noticias de Nanowerk) Investigadores de la Universidad de Tufts han desarrollado un método para crear materiales a base de seda que se niegan a adherirse al agua, o casi cualquier otra cosa que contenga agua. De hecho, la seda modificada, que se puede moldear en formas como el plástico o aplicarse a las superficies como una película, tiene propiedades antiadherentes que superan las de las superficies antiadherentes que normalmente se usan en los utensilios de cocina, y podría encontrar usos que se extiendan a un La amplia variedad de usos se extiende tanto a los bienes de consumo como a los medicamentos.
La seda es una fibra natural hilada por polillas y se ha utilizado para fabricar telas duraderas y delicadas, y suturas quirúrgicas para cerrar heridas, durante miles de años.
![gusano de seda](https://www.nanowerk.com/news2/biotech/id61521_1.jpg)
Más recientemente, los científicos han aprendido a descomponer las fibras en su elemento proteico básico, la fibroína de seda, y convertirlo en geles, películas, esponjas y otras formas para hacer de todo, desde tornillos ortopédicos implantables hasta tintas textiles que usan su color como respuesta al cambio. química del cuerpo
«Lo que hace que la seda sea un material tan único es que no solo puede adoptar una variedad de formas y formas, sino que también puede alterar fácilmente sus propiedades modificando químicamente la fibroína de seda», dijo Krishna Kumar, profesor Robinson de Química en Tufts.
«Si queremos usar fibroína de seda para fabricar tornillos ortopédicos que el cuerpo absorbe a diferentes velocidades, modificamos la química», dijo. «Si queremos desarrollar un sensor de sangre que detecte oxígeno, glucosa u otros componentes de la sangre, modificamos la química. En este estudio, modificamos la fibroína de seda para repeler el agua, y podemos hacerlo de una manera que permita «ajustar» el material para que sea más o menos repelente al agua».
El avance se informó en el diario. ChemBioChem («Hacia la seda antiadherente: ajuste de la hidrofobicidad de la proteína de fibroína de seda»).
Para convertir la seda en un material repelente al agua, la superficie de la fibroína de seda debía recubrirse con cadenas químicas cortas que contenían carbono y flúor, llamadas perfluorocarbonos. Estas cadenas son muy estables y no reaccionan con otros químicos, ni interactúan con proteínas y otros químicos biológicos en el cuerpo.
Mientras que la superficie natural de la proteína de seda actúa como un imán para el agua y las ramitas con carga negativa y positiva en la seda atraen el agua, una proteína de seda recubierta de perfluorocarbono permite que el agua se asiente poco.
Los perfluorocarbonos incluso resisten la atracción causada por otras fuerzas que normalmente unen las moléculas. Cambiar el número y la longitud de las cadenas de perfluorocarbono en la proteína de seda puede ajustar el comportamiento «no pegajoso». Luke Davis, profesor asistente de química, especificó el nivel de flúor requerido en la superficie de la seda para exhibir propiedades antiadherentes.
La síntesis química se realiza en condiciones suaves, por lo que el proceso de fabricación podría ser más seguro, tanto para los trabajadores como para el medio ambiente, a diferencia de la fabricación de otras sustancias antiadherentes. Una fabricación más segura y una fuente de material biológico renovable cumplen dos criterios de sostenibilidad.
Los investigadores de Tufts midieron las propiedades antiadherentes observando cómo el agua resbalaba de la superficie del material, de forma muy parecida a como se recubre el agua de un coche encerado. De hecho, en el hilo dental antiadherente, que se transformó en varillas con el porcentaje más alto de perfluorocarbonos, el agua se enrolló en gotas que eran aún más redondeadas que en el teflón.
No es solo el agua lo que se desprenderá del hilo dental antiadherente, sino cualquier sustancia que tenga agua como ingrediente principal, que puede incluir varios alimentos, sangre, células y tejidos. Aunque no se probó en este estudio, también se sabe que los materiales perfluorados repelen los aceites.
«La modificación de dispositivos médicos para evitar interacciones dañinas con el agua y otros productos biológicos tiene el potencial de preservar la fuerza y la integridad durante el tiempo que sea necesario», dijo Julia Fountain, estudiante de posgrado en el laboratorio de Kumar y coautora de la publicación. «La seda ya es relativamente inactiva para el sistema inmunológico, por lo que ajustar su capacidad para combatir las células u otras sustancias podría hacerla aún más útil».
Los beneficios de las superficies altamente antiadherentes van mucho más allá de las aplicaciones médicas. Si bien existe la preocupación de que el cuerpo absorba los productos químicos de los recubrimientos antiadherentes disponibles en el mercado, las superficies antiadherentes a base de seda pueden ofrecer una opción alternativa que puede evaluarse para una seguridad relativa.
Uno también podría imaginarse las ventanas de los automóviles en las que el agua de lluvia simplemente se desliza sin limpiaparabrisas, recubrimientos en metales que ayudan a prevenir la oxidación o en telas para que sean más fáciles de limpiar.
«El éxito que hemos tenido en la modificación de la seda para repeler el agua amplía nuestro éxito en la modificación química de la seda para otras funciones, como la capacidad de cambiar de color, conducir una carga eléctrica o sobrevivir en un entorno biológico», dijo David. Kaplan, profesor de ingeniería de la familia Stern en Tufts. «Como proteína, la seda se presta bien a la química modular: la capacidad de encajar diferentes componentes funcionales en un andamio natural».
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