{"id":7653,"date":"2017-11-09T09:21:02","date_gmt":"2017-11-09T15:21:02","guid":{"rendered":"http:\/\/otech.uaeh.edu.mx\/noti\/?p=7653"},"modified":"2017-11-09T09:22:21","modified_gmt":"2017-11-09T15:22:21","slug":"como-construir-una-mejor-seda","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/otech.uaeh.edu.mx\/noti\/materiales\/como-construir-una-mejor-seda\/","title":{"rendered":"C\u00f3mo construir una mejor seda"},"content":{"rendered":"

Una fotograf\u00eda muestra fibras de seda helicoidales regeneradas coloreadas con colorantes Rodamina, bajo luz ultravioleta. La seda reconstituida puede ser varias veces m\u00e1s fuerte que la fibra natural y fabricada en diferentes formas.\u00a0<\/p>\n

Cuando se trata de confeccionar la compleja mezcla de mol\u00e9culas que componen las fibras de la seda natural, la naturaleza vence a la ingenier\u00eda humana.\u00a0A pesar de los esfuerzos para sintetizar el material, las variedades artificiales a\u00fan no pueden igualar la fuerza de la fibra natural.<\/p>\n

Pero al comenzar con la seda producida por los gusanos de seda, descomponerla qu\u00edmicamente y luego volver a ensamblarla, los ingenieros descubrieron que pueden hacer un material que es m\u00e1s del doble de r\u00edgido que su contraparte natural y se puede moldear en estructuras complejas como mallas y celos\u00edas .<\/p>\n

El nuevo material se denomina fibra de seda regenerada (RSF) y podr\u00eda encontrar una gran cantidad de aplicaciones en entornos comerciales y biom\u00e9dicos, dicen los investigadores.\u00a0Los hallazgos aparecen en la revista\u00a0Nature Communications<\/em>\u00a0, en un documento del profesor de ingenier\u00eda de McAfee Markus Buehler, el postdoc Shengjie Ling, el cient\u00edfico investigador Zhao Qin y otros tres en la Universidad de Tufts.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Algunos tipos de seda producidos por las ara\u00f1as se encuentran entre los materiales m\u00e1s fuertes conocidos, libra por libra.\u00a0Pero a diferencia de los gusanos de seda, las ara\u00f1as no pueden reproducirse para producir las fibras en cantidades \u00fatiles.\u00a0Varios investigadores, incluyendo Buehler y sus colaboradores, han intentado hacer seda puramente sint\u00e9tica, pero esos esfuerzos a\u00fan no han producido fibras que puedan igualar la fuerza de las versiones naturales.<\/p>\n

En cambio, el equipo ahora ha desarrollado una forma de aprovechar las mejores cualidades de la seda natural producida por los gusanos de seda, mientras la procesa de manera que la fortalece y abre una amplia variedad de nuevas formas y estructuras que nunca podr\u00edan formarse a partir de seda natural. .<\/p>\n

La clave es romper la seda natural, pero no demasiado, dice el equipo.\u00a0Es decir, disuelven los capullos construidos por los gusanos de seda, no hasta el punto de que la estructura molecular del material se descompone, sino m\u00e1s bien en una forma intermedia compuesta de microfibrillas.\u00a0Estas peque\u00f1as ensamblajes en forma de hilo conservan algunas de las estructuras jer\u00e1rquicas importantes que le dan fuerza a la seda.<\/p>\n

Buehler, quien es el jefe del Departamento de Ingenier\u00eda Civil y Ambiental, compara este reciclaje de materiales para derribar una antigua casa de ladrillos.\u00a0En lugar de simplemente derribar la casa en una pila de escombros, sin embargo, los ladrillos individuales se separan cuidadosamente y luego se utilizan para construir una nueva estructura.\u00a0“La naturaleza es a\u00fan mejor para hacer las microestructuras” que, como se demostr\u00f3 en algunas de sus investigaciones anteriores, son responsables de las propiedades r\u00edgidas y el\u00e1sticas \u00fanicas de la seda, dice.\u00a0“En este caso, aprovechamos lo que ofrece la naturaleza”.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Aunque el hilo de seda y la tela son caros, el costo del material proviene principalmente del proceso laborioso de desenredar el hilo del capullo y tejerlo, no de la producci\u00f3n real de los gusanos de seda y sus capullos, que son bastante baratos, explica Ling.\u00a0A granel, los capullos de gusanos de seda no procesados \u200b\u200bcuestan solo alrededor de $ 5 por kilogramo (2.2 libras), dice.<\/p>\n

Al romper la seda y luego extruirla a trav\u00e9s de una peque\u00f1a abertura, los investigadores descubrieron que pod\u00edan producir una fibra dos veces m\u00e1s r\u00edgida que la seda convencional y acerc\u00e1ndose a la rigidez de la seda de la ara\u00f1a.\u00a0Este proceso podr\u00eda abrir una variedad de posibilidades para nuevos usos.\u00a0Por ejemplo, la seda es una sustancia naturalmente biocompatible que no produce reacciones adversas en el cuerpo, por lo que el nuevo material podr\u00eda ser ideal para aplicaciones como suturas m\u00e9dicas o andamios para el crecimiento de nuevas pieles u otros biomateriales.<\/p>\n

El m\u00e9todo tambi\u00e9n permite a los investigadores dar forma al material de maneras que nunca podr\u00edan ser duplicadas por la seda natural.\u00a0Podr\u00eda formarse, por ejemplo, en mallas, tubos, fibras mucho m\u00e1s gruesas que la seda natural, bobinas, hojas y otras formas.\u00a0“No estamos satisfechos con lo que [los gusanos de seda] hacen”, dice Buehler.\u00a0“Queremos hacer nuestros propios materiales nuevos”.<\/p>\n

Tales formas se pueden crear utilizando el material reconstituido en un tipo de sistema de impresi\u00f3n 3-D personalizado para la soluci\u00f3n de seda, dice Qin.\u00a0Y una ventaja del nuevo proceso es que puede llevarse a cabo utilizando tecnolog\u00edas de fabricaci\u00f3n convencionales, por lo que escalarlo hasta cantidades comerciales no deber\u00eda ser dif\u00edcil.\u00a0Las propiedades espec\u00edficas de la fibra, incluida su rigidez y dureza, se pueden controlar seg\u00fan sea necesario simplemente variando la velocidad del proceso de extrusi\u00f3n.<\/p>\n

These reconstituted fibers are also very sensitive to different levels of humidity, and they can be made electrically conductive by adding a thin coating of another material such as a layer of carbon nanotubes. This could enable their use in a variety of sensing devices, where a surface covered with a layer or mesh of such fibers could respond to the press of a fingertip, or to changes in the ambient conditions.<\/p>\n

Una posible aplicaci\u00f3n, por ejemplo, podr\u00eda ser una s\u00e1bana hecha con tales fibras, dice Buehler.\u00a0Dicha hoja se podr\u00eda utilizar en las instalaciones de atenci\u00f3n de enfermer\u00eda para ayudar a evitar las escaras mediante el control de la presi\u00f3n y avisar autom\u00e1ticamente a los cuidadores cuando un paciente ha estado tumbado en la misma posici\u00f3n durante demasiado tiempo con presi\u00f3n en un \u00e1rea particular del cuerpo.\u00a0Tales aplicaciones podr\u00edan hacerse pr\u00e1cticas muy r\u00e1pidamente, dice, ya que no quedan obst\u00e1culos reales para producir material adecuado para tales usos.<\/p>\n

“Esta es una investigaci\u00f3n clara que se basa en una poderosa combinaci\u00f3n de los puntos fuertes interdisciplinarios de los laboratorios MIT y Tufts”, dice Anthony Weiss, profesor de bioqu\u00edmica y biotecnolog\u00eda molecular en la Universidad de Sydney en Australia, que no particip\u00f3 en este trabajo.\u00a0“La tecnolog\u00eda tiene el potencial de sentar las bases para nuevos tipos de materiales tejidos y composites funcionales, estos podr\u00edan ser para una amplia gama de usos, como una nueva generaci\u00f3n de textiles y biosensores”, dice.<\/p>\n

El equipo tambi\u00e9n incluy\u00f3 postdocs Chunmei Li y Wenwen Huang, y el profesor y director de ingenier\u00eda biom\u00e9dica David Kaplan en Tufts University.\u00a0El trabajo fue apoyado por los Institutos Nacionales de Salud y el Departamento de Defensa.<\/p>\n

Fuente:<\/strong> MIT<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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