Las fibras de seda producidas por Bombyx mori, el gusano de seda doméstico, han sido apreciadas durante milenios como un material fuerte pero liviano y lujoso. Aunque los polímeros sintéticos como el nylon y el poliéster son menos costosos, no se comparan con las cualidades naturales y las propiedades mecánicas de la sedaY, según una investigación de la Escuela de Ingeniería Swanson de la Universidad de Pittsburgh, la seda combinada con nanotubos de carbono puede conducir a una nueva generación de dispositivos biomédicos y la llamada electrónica transitoria y biodegradable.
El estudio, "Promoción de la estructura rica en hélices en las películas de fibroína de seda a través de interacciones moleculares con nanotubos de carbono y calentamiento selectivo para dispositivos biodegradables transparentes", apareció en la portada del 26 de octubre de la revista American Chemistry Society Materiales nano aplicados .
"La seda es un material muy interesante. Está hecha de fibras naturales que los humanos han estado utilizando durante miles de años para fabricar textiles de alta calidad, pero nosotros, como ingenieros, recientemente comenzamos a apreciar el potencial de la seda para muchas aplicaciones emergentes, como la bioelectrónica flexibledebido a su biocompatibilidad, biodegradabilidad y flexibilidad mecánica únicas ", señaló Mostafa Bedewy, profesor asistente de ingeniería industrial en la Escuela Swanson y autor principal del artículo." El problema es que si queremos usar seda para tales aplicaciones, no lo hacemos ".no queremos que esté en forma de fibras. Más bien, queremos regenerar proteínas de seda, llamadas fibroínas, en forma de películas que exhiban las propiedades ópticas, mecánicas y químicas deseadas ".
Como explican los autores en el video a continuación, estas fibroínas de seda regeneradas RSF, sin embargo, típicamente son químicamente inestables en el agua y sufren propiedades mecánicas inferiores, debido a la dificultad de controlar con precisión la estructura molecular de las proteínas de fibroína en las películas RSFBedewy y su grupo NanoProduct Lab, que también trabajan extensamente en nanotubos de carbono CNT, pensaron que quizás las interacciones moleculares entre nanotubos y fibroínas podrían permitir "ajustar" la estructura de las proteínas RSF.
"Uno de los aspectos interesantes de las CNT es que, cuando se dispersan en una matriz polimérica y se exponen a la radiación de microondas, se calientan localmente", explicó el Dr. Bedewy. "Entonces nos preguntamos si podríamos aprovechar este fenómeno único paracrear las transformaciones deseadas en la estructura de fibroína alrededor de los CNT en un "compuesto" RSF-CNT "
Según el Dr. Bedewy, la irradiación de microondas, junto con un tratamiento con vapor de disolvente, proporcionó un mecanismo de control único para la estructura de la proteína y resultó en una película flexible y transparente comparable a los polímeros sintéticos, pero que podría ser más sostenible y degradableEstas películas RSF-CNT tienen potencial para su uso en electrónica flexible, dispositivos biomédicos y electrónica transitoria, como sensores que se utilizarían durante un período deseado dentro del cuerpo que varía de horas a semanas, y luego se disuelven naturalmente.
"Estamos entusiasmados por avanzar en este trabajo en el futuro, ya que esperamos desarrollar los aspectos científicos y tecnológicos de estos materiales funcionales únicos", dijo el Dr. Bedewy. "Desde una perspectiva científica, todavía hay muchoMás información sobre las interacciones moleculares entre la funcionalización en superficies de nanotubos y moléculas de proteínas. Desde una perspectiva de ingeniería, queremos desarrollar procesos de fabricación escalables para tomar capullos de seda natural y transformarlos en películas delgadas funcionales para dispositivos electrónicos portátiles e implantables de próxima generación."
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Pittsburgh . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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