El gusano de seda y su alimento que contiene CNF. Crédito:Universidad de Tohoku
Investigadores de la Universidad de Tohoku han producido seda sintetizada de nanofibras de celulosa (CNF) de forma natural a través de un simple ajuste a la dieta de los gusanos de seda. Mezclar CNF con alimentos disponibles comercialmente y alimentar a los gusanos de seda dio como resultado una seda más fuerte y más elástica.
Los resultados de su investigación fueron publicados en la revista Materiales y Diseño el 1 de febrero 2021.
"La idea de nuestra investigación se nos ocurrió cuando nos dimos cuenta de que el método de enfoque de flujo mediante el cual los gusanos de seda producen seda es óptimo para la alineación de nanofibrillas de CNF, ", dijo el ingeniero de materiales de la Universidad de Tohoku, Fumio Narita, y coautor del estudio.
La seda suele asociarse con la ropa. Pero su uso es increíblemente diverso gracias a su fuerza y propiedades elásticas. Su biocompatibilidad lo hace incluso seguro de usar dentro del cuerpo humano.
Debido a esto, Los investigadores han estado investigando formas de fortalecer aún más la seda. Procesos investigados hasta ahora, sin embargo, requieren el uso de productos químicos tóxicos que son dañinos para los seres humanos y el medio ambiente.
Las nanofibras de celulosa, fibras derivadas de plantas que se han refinado a un nivel micro, son prometedoras en la síntesis de bajo costo, ligero, alta resistencia, y nanocompuestos sostenibles como la seda.
Sin embargo, Los materiales sintetizados basados en CNF anteriores han demostrado pocas mejoras mecánicas incluso con el beneficio de equipos costosos debido a la falta de alineación de nanofibrillas.
Una ilustración que muestra el ciclo sostenible de la producción de seda sintetizada CNF basada en el estudio actual. Crédito:Universidad de Tohoku
Los capullos resultantes con diferentes CNF% en peso (0, 5, y 10% en peso de izquierda a derecha). Crédito:Universidad de Tohoku
A diferencia de, Los gusanos de seda producen seda en un método centrado en el flujo. La seda se dispersa a través de sus glándulas salivales, orientando las fibrillas a lo largo de la dirección del flujo y permitiendo así una mejor alineación de las nanofibrillas.
En el presente estudio, Las larvas de gusano de seda se dividieron en tres grupos y se criaron con alimentos que contenían diferentes cantidades de CNF. El grupo de investigación realizó pruebas de resistencia en las fibras de seda estiradas que resultaron ser aproximadamente 2,0 veces más fuertes que la seda de gusanos de seda no alimentados con CNF.
"Nuestros hallazgos demuestran una forma ecológica de producir biomateriales sostenibles simplemente utilizando el CNF como cebo, "dijo Narita.
