Los científicos del Instituto de Tecnología de Massachusetts MIT han examinado un gusano de mar llamado Nereis virens para crear un material cambiante, que tenga la capacidad de ser flexible o rígido según convenga. La mandíbula de este gusano tiene una textura similar a la gelatina, pero si el entorno varía, el material puede adoptar la dureza de la dentina o el ser humanohuesos.
El ingeniero químico Francisco Martín-Martínez, investigador español en el Laboratorio MIT de Mecánica Atomística y Molecular y coautor del artículo, explica, "la mandíbula de Nereis virens está compuesto de una proteína que contiene grandes cantidades de histidina, un aminoácido que interactúa con los iones del ambiente y lo hace más o menos flexible dependiendo del ambiente en el que se encuentre ".
El material, descrito en un estudio publicado en la revista ' ACS Nano ', ha sido desarrollado en colaboración con el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos AFRL. "Es un hidrogel hecho de una proteína sintetizada, similar a la que forma la mandíbula de este gusano y que le da estabilidad estructural e impresionante.rendimiento mecánico ", dice Martín-Martínez, quien agrega:" Cuando cambiamos los iones del ambiente y la concentración de sal, el material se expande o contrae ".
El equipo descubrió que, a nivel molecular, la estructura del material proteico se fortalece cuando el ambiente contiene iones de zinc y ciertos índices de pH. Los iones de zinc crean enlaces químicos con la estructura del compuesto. Estos enlaces son reversibles y pueden formarseo romper a conveniencia, haciendo que el material sea más dinámico y flexible.
Además, los investigadores del MIT han creado un modelo que es capaz de predecir cómo funciona la sustancia y han realizado un estudio teórico que explica el mecanismo molecular responsable de ese comportamiento. De esta forma, los investigadores han podido simular,usando supercomputadoras, cómo se comporta el compuesto, para mejorarlo y diseñar su estructura molecular antes de llevarlo al laboratorio. Como el AFRL está involucrado en su desarrollo, "los detalles de la síntesis no son de dominio público", diceel coautor
Robótica y sensores
El nuevo material podría tener diferentes aplicaciones, como explica Martín-Martínez: "Su capacidad para contraerse y expandirse lo hace especialmente adecuado para crear dispositivos que funcionan como músculos para los llamados robots blandos, que están hechos de polímeros. También podríaser utilizado en el desarrollo de sensores que no necesitan usar fuentes de alimentación externas y dispositivos de control para sistemas electrónicos complejos ".
En este proyecto, Martín-Martínez, originario de Granada España, ha estado a cargo del estudio teórico que explica el mecanismo por el cual la histidina interactúa de manera diferente con diferentes iones y hace que el material se expanda y contraiga ". Gracias a eso, entendemos lo que está sucediendo y podemos controlarlo y mejorarlo ", enfatiza.
Martín Martínez, quien ha estado en el MIT durante tres años y se ha especializado en el diseño y modelado de materiales, cree que la mayoría de los problemas que se abordan con la tecnología "ya han sido resueltos por la naturaleza, casi siempre de una manera mucho mejorde lo que los humanos podemos desarrollar, por lo que para nosotros es una gran fuente de inspiración ", concluye.
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Materiales proporcionado por FECYT - Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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