Ajustar los materiales para obtener óptimas propiedades ópticas y eléctricas se está volviendo común. Ahora, los investigadores y los fabricantes pueden ajustar los materiales para la conductividad térmica mediante el uso de una proteína inspirada en los calamares hecha de múltiples repeticiones de ADN.
"Controlar el transporte térmico en tecnologías modernas - refrigeración, almacenamiento de datos, electrónica o textiles - es un problema sin resolver", dijo Melik Demirel, profesor de ingeniería y mecánica y director del Centro de Investigación de Tecnologías Avanzadas de Fibra en Penn State"Por ejemplo, la mayoría de los materiales plásticos estándar tienen una conductividad térmica muy baja y son aislantes térmicos. Estos materiales biológicos a base de calamar en los que estamos trabajando tienen baja conductividad a la humedad ambiental, pero pueden ser diseñados para que su conductividad térmica aumentedramáticamente."
En este caso, el aumento depende de cuántas repeticiones en tándem hay en la proteína, y puede ser 4.5 veces mayor que los aumentos observados en los plásticos convencionales. Las repeticiones en tándem son cadenas de ADN que se encuentran en la naturaleza, en este caso,en dientes de calamar.
Un posible uso de esta película de bioproteína podría ser como un revestimiento de tela, especialmente para el uso deportivo, dijeron los investigadores. El material podría ser perfectamente cómodo y acogedor en el uso diario, pero cuando realmente se usa para actividades pesadas, el sudor producido por elel usuario podría "voltear" el interruptor térmico y permitir que la tela elimine el calor del cuerpo del usuario.
Demirel y su equipo han diseñado proteínas sintéticas que se basan en secuencias repetitivas en tándem. Pueden elegir la cantidad de repeticiones que desean e investigar cómo reaccionan las diversas proteínas, en este caso, a la humedad.
"Bajo condiciones ambientales - menos del 35 por ciento de humedad - la conductividad térmica de estas películas proteicas no depende de unidades repetidas o peso molecular, y demuestran conductividades térmicas similares a polímeros desordenados y proteínas insolubles en agua", informan los investigadoreshoy 13 de agosto en Nanotecnología de la naturaleza .
Sin embargo, cuando las películas están diseñadas para tener una topología molecular más alta, la conductividad térmica salta cuando se vuelven más húmedas, a través de la alta humedad, el agua o el sudor. En colaboración con el equipo de la Universidad de Virginia y el NIST, los investigadores encontraron eso como el númerode repeticiones en tándem aumentadas, la conductividad térmica también lo hizo.
"Debido a que la conductividad térmica cuando está mojada está relacionada linealmente con el número de repeticiones, podemos programar la cantidad de conductividad térmica en el material", dijo Demirel. "Entonces, podríamos hacer mejores interruptores térmicos, reguladores y diodos similares a los de alta-dispositivos de rendimiento para resolver los problemas de las tecnologías modernas, como la refrigeración, el almacenamiento de datos, la electrónica o los textiles ".
Cuando el material vuelve a la humedad ambiente normal o inferior, el interruptor se apaga y la proteína ya no conduce el calor de manera tan eficiente.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Estado Penn . Original escrito por A'ndrea Elyse Messer. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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