Un nuevo material inspirado en proteínas naturales
Investigadores estadounidenses y alemanes han desarrollado un material autocurable inspirado en la proteína de los dientes de anillo de calamar. Sí, lo leíste correctamente.
El polímero biosintético podría, dicen, usarse para reparar materiales que están en continuo movimiento repetitivo, como máquinas robóticas, piernas protésicas, ventiladores y equipos de protección personal como trajes de materiales peligrosos.
Los dientes de anillo de calamar son apéndices circulares depredadores en las ventosas del calamar que se usan para agarrar a la presa. Si los dientes se rompen, pueden curarse a sí mismos. Las partes blandas de las proteínas ayudan a las proteínas rotas a fusionarse nuevamente en el agua, mientras que las partes duras ayudan a reforzar la estructura y mantenerla fuerte.
Los investigadores, de la Universidad de Penn State, EE. UU., y el Instituto Max Planck para Sistemas Inteligentes, produjeron proteínas sintéticas de alta resistencia que imitan la naturaleza mediante el uso de una serie de repeticiones en tándem de ADN formadas por aminoácidos producidos por duplicación de genes.
Las repeticiones en tándem suelen ser cortas series de moléculas dispuestas para repetirse varias veces. Los investigadores fabricaron el polímero en biorreactores bacterianos estándar.
"Si cortas este polímero a la mitad, cuando sana recupera el 100 por ciento de su resistencia", dice Melik Demirel de Penn State, coautor de un artículo en la revista Nature Materials.
Imagen: Serie de músculos artificiales basados en proteínas, con un rendimiento superior al del músculo biológico. Otras partes robóticas blandas podrían incluir pinzas y actuadores blandos.
Los materiales autocurables no son nuevos, pero las estrategias actuales tienen significativas limitaciones, dicen los investigadores, incluida la pérdida de funcionalidad y los largos tiempos de curación.
"Pudimos reducir un período de curación típico de 24 horas a un segundo, por lo que nuestros robots blandos a base de proteínas pueden ahora repararse a sí mismos de inmediato", dice Abdon Pena-Francesch de Max Planck. “En la naturaleza, la autocuración lleva mucho tiempo. En este sentido, nuestra tecnología supera a la naturaleza".
El polímero se cura con la aplicación de agua y calor, pero los investigadores dicen que la luz también funcionaría.
Y se biodegrada, como un calamar. O, con la adición de un ácido como el vinagre, podría reciclarse en un polvo para fabricar un polímero más blando y autocurativo.
Artículo científico: Biosynthetic self-healing materials for soft machines
