¿Alguna vez se preguntó por qué la pintura se despega de la pared durante la alta humedad del verano? Es la misma razón por la que los vendajes se separan de la piel cuando nos bañamos o nadamos.

Agua interfacial, como se le conoce, forma una capa resbaladiza y no adhesiva entre el pegamento y la superficie a la que debe adherirse, interfiriendo con la formación de uniones adhesivas entre los dos.

Superar los efectos del agua interfacial es uno de los desafíos que enfrentan los desarrolladores de adhesivos comerciales.

Para encontrar una solución Los investigadores de la Universidad de Akron están buscando uno de los materiales más fuertes que se encuentran en la naturaleza:la seda de araña.

'El mejor pegamento de la naturaleza'

El pegamento pegajoso que recubre los hilos de seda de las telas de araña es un hidrogel, lo que significa que está lleno de agua. Uno pensaría, luego, que las arañas tendrían dificultades para atrapar presas, especialmente en condiciones de humedad, pero no es así. De hecho, su pegamento pegajoso, que ha sido objeto de una intensa investigación durante años, es uno de los pegamentos biológicos más eficaces de la naturaleza.

Entonces, ¿cómo es posible que el pegamento de araña se adhiera en condiciones de mucha humedad?

Esa pregunta fue objeto de investigación por parte de los estudiantes graduados de la UA Saranshu Singla, Gaurav Amarpuri y Nishad Dhopatkar, que han estado trabajando con el Dr. Ali Dhinojwala, decano interino de la Facultad de Ciencias de Polímeros e Ingeniería de Polímeros, y el Dr. Todd Blackledge, profesor de biología en el programa de Biociencia Integrada. Ambos profesores son investigadores principales del Centro de Innovación en Investigación Biomimética (BRIC) de la UA, que se especializa en emular formas biológicas, procesos, patrones y sistemas para resolver desafíos técnicos.

Los hallazgos del equipo, lo que puede proporcionar la clave para desarrollar adhesivos comerciales más fuertes, se puede leer en un artículo publicado recientemente en la revista Comunicaciones de la naturaleza .

Superar la humedad

Singla y sus colegas se propusieron examinar el secreto detrás del éxito de la araña orbe común (Larinioides cornutus). ¿Cómo supera el obstáculo principal de lograr una buena adhesión en condiciones de humedad donde podría haber agua entre el pegamento y la superficie objetivo?

Para investigar los procesos involucrados, el equipo tomó pegamento de araña orbe, colóquelo sobre un sustrato de zafiro, luego lo examinó usando una combinación de espectroscopía sensible a la interfaz y espectroscopía infrarroja.

El pegamento de araña está hecho de tres elementos:dos glicoproteínas especializadas, una colección de compuestos orgánicos e inorgánicos de baja masa molecular (LMMC), y agua. Las LMMC son higroscópicas (atraen agua), que mantiene el pegamento suave y pegajoso para que se pegue.

Singla y su equipo descubrieron que estas glicoproteínas actúan como agentes de unión primarios a la superficie. Se han identificado colas a base de glicoproteínas en varias otras colas biológicas, como hongos, algas, diatomeas estrellas de mar, espinosos y hiedra inglesa.

Pero, ¿por qué el agua presente en el pegamento de araña no interfiere con el contacto del adhesivo como lo hace con la mayoría de los adhesivos sintéticos?

Resultados prometedores

Las LMMC, el equipo concluyó, realizar una función previamente desconocida de secuestrar agua interfacial, Previniendo la falla del adhesivo.

Singla y sus colegas determinaron que es la interacción de las glicoproteínas y las LMMC lo que gobierna la calidad adhesiva del pegamento producido. con las respectivas proporciones que varían según las especies, optimizando así la fuerza adhesiva para igualar la humedad relativa del hábitat de las arañas.

"Los compuestos higroscópicos, conocidos como absorbentes de agua, en el pegamento de araña juegan un papel previamente desconocido en alejar el agua del límite, evitando así la falla del pegamento de araña a alta humedad, "explicó Singla.

La capacidad del pegamento de araña para superar el problema del agua interfacial absorbiéndola de manera efectiva es el hallazgo clave de la investigación. y el que quizás tenga las mayores perspectivas de desarrollo comercial.

"Imagina una pintura con garantía de por vida, llueva o haga sol, "Comentó Singla.

Todo gracias a tu amigable pegamento de araña del vecindario.