Mientras comía comida para llevar un día, Los científicos de la Universidad de Chicago, Bozhi Tian y Yin Fang, comenzaron a pensar en los fideos, específicamente, su elasticidad. Una especialidad de Xi'an, La ciudad natal de Tian en China, son fideos de trigo estirados a mano hasta que se vuelven masticables, fuertes y elásticos. Por qué, los dos materiales que los científicos se preguntaron, ¿No se pusieron delgados y débiles en cambio?

Empezaron a experimentar pedir libras y libras de fideos en el restaurante. "Se pusieron muy sospechosos, ", Dijo Fang." Creo que pensaron que queríamos robar sus secretos para abrir un restaurante rival ".

Pero lo que estaban preparando era una receta para tejido sintético, que podría imitar mucho más la piel y el tejido biológicos que la tecnología existente.

"Resulta que los gránulos de almidón común pueden ser el ingrediente que falta en un compuesto que imita muchas de las propiedades del tejido". "dijo Fang, un investigador postdoctoral de UChicago y autor principal de un nuevo artículo publicado el 29 de enero en la revista Importar . "Creemos que esto podría cambiar fundamentalmente la forma en que podemos hacer materiales similares a los tejidos".

El avance permite que el tejido sintético se estire en múltiples direcciones, pero que se cure y se defienda reorganizando sus estructuras internas, que es la forma en que la piel humana se protege a sí misma. El descubrimiento podría conducir algún día a aplicaciones desde la robótica blanda y los implantes médicos hasta el envasado de alimentos sostenible y la biofiltración.

Como muchos de los inventos de la naturaleza, la piel y los tejidos son proezas extraordinarias de la ingeniería que han sido difíciles de imitar para los humanos. Tian es un investigador líder en esta área, enfrentando este problema buscando construir interfaces entre tejidos biológicos y sistemas artificiales.

La mayoría de las opciones actuales para tejidos sintéticos solo pueden manejar una o dos de las características biológicas del tejido:maleabilidad pero no resistencia, o fuerza pero no autocurativo.

Experimentando con los fideos, los científicos encontraron que la estructura interna consistía en una red de gluten salpicada de gránulos de almidón. "En realidad, se parecía mucho al tejido biológico, "Fang dijo, "porque el tejido consiste en una matriz extracelular que sostiene las células individuales".

El tejido sintético suele estar hecho de una malla de gel, que imita la estructura de la matriz extracelular, pero no contiene un análogo de las células. Pero los científicos se preguntaron:¿y si las células fueran un componente importante de la mecánica de los tejidos?

La idea de Tian y Fang, era incrustar gránulos de almidón en una matriz de gel, pensando que esto cambiaría la forma en que se movía el material.

Lo hizo. El "tejido" no solo era fuerte y flexible, pero cambió después de haber sido estirado, muy parecido a lo que sucede cuando entrena los músculos. "Este 'efecto memoria' en particular es extremadamente difícil de replicar sintéticamente, "dijo Tian, quien es profesor asociado en el Departamento de Química.

La diferencia crucial es la presencia de gránulos de almidón. Pueden desplazarse ligeramente en su lugar cuando el material está tenso, y su capacidad para moverse modifica constantemente la estructura interna, lo que permite que el "tejido" se deforme cuando, de otro modo, podría romperse.

Sus enlaces de hidrógeno, que puede volver a formarse después de romperse, también permite que el material se cure a sí mismo. "Mientras sigan en contacto físico, esos lazos eventualmente se volverán a formar, "Dijo Yin.

El concepto ofrece posibilidades para una serie de aplicaciones. Fang, en particular, está interesado en utilizar el material para el envasado de alimentos. Las naranjas o los plátanos tienen cáscaras que se componen de una matriz similar que absorbe el impacto cuando rebotan en un camión. pero otros alimentos no lo hacen, y los componentes son biodegradables.

Los implantes médicos son otra área. La mayoría necesita componentes duros, como reemplazos de articulaciones, pero estos tienden a provocar inflamación en el cuerpo humano. Tian explicó que una de las principales razones es que existe un desajuste mecánico entre el titanio duro o el acero y los tejidos blandos del cuerpo; El tejido sintético podría servir como intermediario para aliviar los síntomas. "También necesitamos desesperadamente un órgano sintético que pueda filtrar selectivamente, como hacen los riñones humanos, y esto puede ofrecer una vía para ese tipo de biofiltración, "Dijo Tian.

Tian y Fang también pueden imaginar el concepto útil en robótica suave, un campo emergente que permite a los robots tener habilidades que los materiales duros no tienen, como meterse en lugares pequeños o agarrar objetos con delicadeza.

"Hay muchas posibilidades, ", Dijo Fang." Tenemos muchas ganas de explorar con más detalle ".

"Este es realmente un nuevo ángulo de la biomimética, ", Dijo Tian." Por lo general, en este campo estamos imitando la evolución natural. Pero también puede emular las prácticas humanas que evolucionaron; en este caso, más de mil años de fabricación de fideos en China ".