No mires ahora pero estás rodeado. En realidad. Al alcance de la mano, probablemente incluso tocándote, son problemáticos, pegajoso, potencialmente incluso tóxico, sustancias. Malo para el planeta permanente, tal vez incluso malo para tu salud. Están en tus zapatos en tu teléfono, en tu laptop, acechando en los pliegues de los sobres, en libros, en la silla en la que estás sentado el suelo debajo de tus pies, y en innumerables otros objetos de tu casa, oficina y mundo cotidiano.

Son adhesivos. Vital para la vida diaria, casi imperceptible, pero también profundamente problemático. Pueden ser tóxicos y suelen ser permanentes. Los químicos de la Universidad de Purdue están estudiando mariscos para desarrollar nuevos más seguro y adhesivos más sostenibles para usos que van desde vendajes y aplicaciones médicas hasta ropa, artículos para el hogar, electrónica y más.

Los seres humanos han intentado pegar cosas a otras cosas durante milenios. Pero los mariscos lo han estado haciendo durante eones más. Y son mucho mejores en eso que los humanos. Por eso los químicos de Purdue se preguntaron:¿Por qué no usamos lo que sea que estén usando? Cualquiera que haya intentado despegar un percebe de una roca sabe que es casi imposible.

Ese éxito es algo que Jonathan Wilker, un profesor de Purdue de química e ingeniería de materiales, y su laboratorio esperan aprender y seguir construyendo.

Mariscos y agua salada:adherencia bajo el agua que funciona

"Empezamos mirando a los animales que fabrican adhesivos, ", Dijo Wilker." Todavía estamos trabajando para comprender los fundamentos de cómo los animales como los mejillones y las ostras hacen lo que hacen, cómo la química y la ingeniería trabajan juntas. Incluso estamos viendo cómo el entorno que los rodea y la superficie a la que se adhieren influye en lo que hacen ".

Bichos como percebes, los mejillones y las ostras viven en lugares donde las olas y el viento los azotan continuamente y los depredadores potenciales los atacan. Sus propias vidas dependen de poder aferrarse a las rocas y a los mariscos vecinos.

Suturas, los tornillos y las grapas se utilizan ampliamente para cerrar heridas, unir tejidos y fijar huesos, pero todos son muy dañinos y extremadamente dolorosos. Si los médicos tuvieran un adhesivo químico que pudieran usar en su lugar, la curación aumentaría y el daño colateral disminuiría. El cuerpo, sin embargo, es un entorno desafiante para los adhesivos:húmedo y en constante movimiento. Muy parecido al mar.

Los científicos del laboratorio de Wilker, que incluye dos investigadores postdoctorales, cinco estudiantes de posgrado, cuatro investigadores de pregrado y 1, 000 mariscos:estudie cómo los mariscos crean materiales, qué componentes de los adhesivos desempeñan un papel activo en la unión y probar nuevos pegamentos sintéticos y biomiméticos para determinar su eficacia, viabilidad y rendimiento. Se basan en ese conocimiento para desarrollar adhesivos que funcionen bajo el agua, son más fuertes, más sostenible, hechos de productos alimenticios y que se pueden despegar cuando sea necesario.

"Estamos fabricando adhesivos con nuevas funcionalidades, ", Dijo Wilker." Podemos agregar nuevos grupos químicos para apuntar a todo tipo de propiedades, sea ​​esa unión húmeda, flexibilidad similar al caucho o la capacidad de unir y luego desunir. Uno de nuestros sistemas puede incluso ser más fuerte que lo que los animales producen bajo el agua. En ese caso, estamos usando la química que se inspira en los mariscos, pero en general, nuestro sistema es una simplificación de lo que producen los animales ".

Armando un nuevo pegamento:hacer que los adhesivos no sean tóxicos, reversible

Cada producto en el pasillo del pegamento en la ferretería tiene una desventaja. Muchos son tóxicos. Tablero de partículas Los pisos laminados y la madera contrachapada de madera dura se mantienen unidos con resinas a base de formaldehído, que puede ser cancerígeno. Adicionalmente, muchos adhesivos son permanentes. No hay forma de disolver el enlace cuando un producto está al final de su vida útil, lo que a menudo evita que los componentes se reciclen.

"Casi todos los pegamentos comunes están basados ​​en petróleo y no son degradables, ", Dijo Wilker." Cuando sus computadoras portátiles o teléfonos celulares, ya no se necesitan zapatos o muebles, la mayoría de ellos van directamente a un vertedero. Incluso los materiales como el cartón a menudo no se reciclan debido a los adhesivos ".

Muchos pegamentos son casi permanentes, un factor que muchas personas han descubierto al intentar quitar la goma de una pegatina o etiqueta de precio de un producto, o más desafortunadamente, desde la ventana de un coche donde estaba sentado un niño. Ser capaz de revertir la rigidez a voluntad le daría a los humanos más control sobre su entorno.

Aumentar la sostenibilidad y la funcionalidad de los adhesivos puede mejorar la vida humana de muchas formas:al limitar la exposición a productos químicos nocivos, haciendo que la curación sea más cómoda, y haciendo que los productos sean más sostenibles y más reciclables para preservar los recursos y el planeta. El laboratorio de Wilker está trabajando para fabricar pegamentos a partir de compuestos de origen biológico e incluso de origen alimentario.

La adhesión es un campo en rápida evolución con un gran potencial. Es un campo en el que Wilker es un experto reconocido, gracias a un hilo perdido de curiosidad encontrado en el océano.

"Las ideas centrales de nuestro laboratorio provienen de pasar tiempo bajo el agua, "Wilker dijo." Yo estaba buceando, vi mariscos pegados a las rocas y pensé, '¿Me pregunto cómo funciona?' Cuando volví al laboratorio, Me sorprendió enterarme de lo que seguía siendo desconocido. Hay tantas posibilidades y aplicaciones interesantes que perseguir si podemos resolverlas todas ".

Como profesor de química en la Facultad de Ciencias y profesor de ingeniería de materiales, Wilker une los mundos de la ciencia y la ingeniería en sus esfuerzos por aprovechar el mundo natural en busca de soluciones innovadoras a los problemas de adhesión. La Oficina de Investigación Naval y la Fundación Nacional de Ciencias ayudan a financiar su investigación.

Wilker ha trabajado con la Oficina de Comercialización de Tecnología de la Fundación de Investigación Purdue para solicitar patentes sobre sus adhesivos en la Oficina de Patentes y Marcas de EE. UU. Está comenzando a ponerlos a disposición comercial a través de empresas comerciales que incluyen una startup, Mussel Polymers Inc.