La aparición de las sedas se produjo hace más de 400 millones de años. Desde entonces, han evolucionado hasta generar una familia de fibras con propiedades estructurales muy diversas. De todos los materiales conocidos, la tela de araña es el más tenaz, es decir, el que más energía absorbe hasta su rotura. Esta propiedad es el resultado de una elevada resistencia mecánica, superior a la del acero, con una elongación a rotura próxima a la de una banda elástica.
El trabajo de este grupo ha estado dirigido a la caracterización del material natural, fundamentalmente desde la perspectiva de su comportamiento mecánico. En concreto, en el desarrollo del proyecto "Caracterización avanzada de las propiedades mecánicas de la seda de araña y su relación con la micro-estructura: Hacia la síntesis de fibras poliméricas bio-inspiradas", financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación. El estudio tiene como objetivo profundizar en el conocimiento de las propiedades del material natural para aplicarlo a la producción de fibras artificiales.
La resistencia de la tela de araña puede salvar vidas
"Se trata de aprender cómo están hechas estas fibras para intentar reproducir sus propiedades, entre ellas, su resistencia, posibilidad de deformación y la capacidad que tiene este hilo en recuperarse", señala Guinea.
Por ejemplo, el hilo de araña se recompone con gran facilidad, de los daños que puede sufrir, en ambientes con alto índice de humedad. El estudio desarrollado en la Universidad Politécnica de Madrid revela que la reproducción de fibras artificiales con las propiedades de las naturales del hilo de araña, introducirá avances en sectores diversos, tales como la biomedicina y la automoción.
En el caso de la medicina, una de sus aplicaciones consistiría en la fabricación de andamiajes que permitiesen regenerar las propias estructuras que las personas pudieran tener dañadas. "Cuando una persona pierde alguno de sus tejidos, podemos volver a recuperar la zona perdida sembrando sus propias células", explica el profesor Gustavo Guinea.
En cuanto a sus aplicaciones reales, Guinea reconoce que aunque aún se esté lejos de conseguir recuperar un órgano o tejido completo, sí se han logrado avances importantes en el sector de la biomedicina, en particular, en la regeneración de tendones, donde el uso de las fibras artificiales inspiradas en las naturales de la seda de araña, tienen una ventaja innata sobre cualquier otro tipo.
El otro gran campo de aplicación es el sector de la automoción a través de la producción de materiales estructurales reforzados con fibras, destinados a proteger "algo tan valioso como son las personas dentro de un medio de locomoción", indica José Pérez, profesor de la ETSI Caminos, Canales y Puertos de la UPM.
El trabajo con este material ha requerido del desarrollo de técnicas específicas de obtención, manipulación y caracterización mecánica y micro-estructural del material natural.
Ventajas de la seda regenerada
El material empleado como modelo ha sido la seda de Bombyx mori (gusano de seda) regenerada, que se obtiene a partir de una disolución de la seda natural, de modo que ambos materiales comparten una composición común.
Si bien la seda regenerada presenta algunas ventajas sobre el material natural, tales como una menor alergenicidad en aplicaciones biomédicas, el mayor interés se relaciona con su empleo como campo de pruebas para estudiar los principios esenciales del proceso de hilado de las sedas. A este hecho ayuda que, pese a las diferencias estructurales entre la seda de gusano y la de araña, ambas fibras presentan una elevada identidad química, lo que hace que puedan ser disueltas en los mismos disolventes.
El estudio de las sedas regeneradas se ha realizado en colaboración con la Universidad de Génova y ha incluido tanto la síntesis de fibras regeneradas, como su caracterización micro-estructural y mecánica.
En todo el proceso se ha revelado crítica la información sobre las sedas naturales tanto de gusano como de araña obtenidas por el Grupo de Materiales Biológicos y Biomateriales. Así se ha descubierto cómo pasar de unas primeras fibras regeneradas con unas propiedades muy pobres, a fibras regeneradas que alcanzan la energía de rotura característica de las fibras naturales de seda de gusano.
C.I 18991811
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