Los científicos están descubriendo los secretos de uno de los materiales más intrigantes y potencialmente valiosos de la naturaleza:la seda de araña.

Una hebra de seda de araña es cinco veces más resistente que un cable de acero del mismo peso. dijo Hannes Schniepp del Departamento de Ciencias Aplicadas de William &Mary. Su laboratorio ha estado desentrañando los secretos detrás de la fuerza de la araña reclusa parda.

Su último descubrimiento es una sorpresa:la reclusa parda no hila ni una sola hebra de fibra proteica.

"Esperábamos encontrar que la fibra era una sola masa, ", Explicó Schniepp." Pero lo que encontramos fue que la seda era en realidad una especie de cable diminuto ".

El descubrimiento se suma a un informe de 2017 del mismo laboratorio que revela que otro factor en la fuerza de la seda de la reclusa parda proviene de los bucles que se introducen en la estructura. El trabajo está financiado por la National Science Foundation. La seda de araña es un tema importante ya que su fuerza y ​​dureza hacen que la seda de araña sintética sea una especie de "santo grial" de la ciencia y la ingeniería de los materiales.

"Comprender las razones por las que la seda de araña ha aumentado la resistencia mecánica en comparación con las sedas de insectos ha sido un motivador principal para varios estudios, así como el deseo de producir grandes cantidades de seda de araña sintéticamente en el laboratorio. Desde esta perspectiva, Los resultados que se informan proporcionan una pista interesante sobre los 'trucos del oficio' que tiene la naturaleza para producir materiales asombrosos. "dice el director del programa de NSF, Mohan Srinivasarao, que ayudó a financiar la investigación.

"Comprender las propiedades de la seda reclusa parda a nivel molecular no solo proporciona información sobre uno de los materiales más resistentes de la naturaleza, también puede proporcionar un camino para el diseño de otros materiales sintéticos, "añadió.

Schniepp y Qijue Wang, un estudiante de posgrado en ciencias aplicadas, describió sus hallazgos en un artículo, "La fuerza de la seda de la araña reclusa se origina a partir de nanofibrillas, " en Cartas macro ACS , una revista muy citada de la American Chemical Society. Utilizaron una técnica extremadamente sensible conocida como microscopía de fuerza atómica para examinar la estructura de la seda de araña a nivel molecular.

"Resulta que la fibra está hecha de varios nanohebras, ", Dijo Schniepp." Cada nanocadena es un hilo delgado hecho de proteína, menos de una millonésima de pulgada de diámetro ".

El documento informa que un filamento típico de seda reclusa se compone de alrededor de 2, 500 nanocadenas. Schniepp y Wang desarrollaron un modelo estructural detallado de la seda, revelando también otras características interesantes de la estructura del cable del recluso.

Los científicos saben desde hace mucho tiempo que la seda reclusa es plana, en lugar de redondo, en sección transversal. Curiosamente, Schniepp y Wang informan que las nanocadenas, o nanofibrillas, que componen el cable no están trenzados o retorcidos como una cuerda, sino que están dispuestos en paralelo.

Es difícil describir qué tan delgada es una cinta de reclusa. Incluso ese viejo recurso de la delgadez el cabello humano, demuestra ser insatisfactorio.

"¿Cómo se compara el grosor de un cabello redondo con una cinta plana?" Preguntó Schniepp. "Eso es un poco complicado si quieres ser preciso".

Agregó que una comparación precisa toma en cuenta no solo el grosor de la cinta reclusa, que es mil veces menor que el grosor de un cabello, pero también el hecho de que la sección transversal del cabello es diez veces mayor que la de la hebra de seda. Como consecuencia, Schniepp dijo:la sección transversal de la seda es 1/10, 000 la de un cabello humano.

Schniepp y Wang también encontraron que los nanocadenas individuales se separan fácilmente entre sí, lo que indica que los enlaces entre las nanofibrillas son relativamente débiles. Pero también encontraron que una clave para la fuerza de la estructura de la seda radica en la longitud de cada nanocadena individual.

Los científicos han propuesto una serie de modelos para explicar la estructura organizativa de la seda de araña y lo que esa estructura contribuye a las deseables e importantes propiedades de dureza y resistencia. Schniepp dice que la estructura propuesta en el documento es la más simple y elegante de los modelos principales.

"Creemos que el secreto de la seda de araña reclusa parda proviene esencialmente de la nanofibrilla individual, " él dijo.