Las fibras de seda producidas por Bombyx mori, el gusano de seda doméstico, ha sido apreciado durante milenios como un material resistente pero ligero y lujoso. Aunque los polímeros sintéticos como el nailon y el poliéster son menos costosos, no se comparan con las cualidades naturales y propiedades mecánicas de la seda. Y según una investigación de la Escuela de Ingeniería Swanson de la Universidad de Pittsburgh, la seda combinada con nanotubos de carbono puede dar lugar a una nueva generación de dispositivos biomédicos y los llamados transitorios, Electrónica biodegradable.

El estudio, "Promoción de una estructura rica en hélice en películas de fibroína de seda a través de interacciones moleculares con nanotubos de carbono y calentamiento selectivo para dispositivos biodegradables transparentes", apareció en la portada del 26 de octubre de la revista American Chemistry Society Nano materiales aplicados .

"La seda es un material muy interesante. Está hecho de fibras naturales que los humanos han estado usando durante miles de años para fabricar textiles de alta calidad. pero nosotros, como ingenieros, hemos comenzado a apreciar el potencial de la seda para muchas aplicaciones emergentes, como la bioelectrónica flexible, debido a su biocompatibilidad única. biodegradabilidad y flexibilidad mecánica, "señaló Mostafa Bedewy, profesor asistente de ingeniería industrial en la Swanson School y autor principal del artículo. "El problema es que si queremos usar seda para tales aplicaciones, no queremos que sea en forma de fibras. Bastante, queremos regenerar las proteínas de la seda, llamadas fibroínas, en forma de películas que exhiben la óptica deseada, propiedades mecánicas y químicas ".

Como explican los autores en el video a continuación, Sin embargo, estas fibroínas de seda regeneradas (RSF) son químicamente inestables en agua y tienen propiedades mecánicas inferiores. debido a la dificultad de controlar con precisión la estructura molecular de las proteínas de fibroína en las películas de RSF. Bedewy y su grupo de laboratorio de nanoproductos, que también funcionan ampliamente con nanotubos de carbono (CNT), Pensó que quizás las interacciones moleculares entre nanotubos y fibroínas podrían permitir "sintonizar" la estructura de las proteínas RSF.

"Uno de los aspectos interesantes de las CNT es que, cuando se dispersan en una matriz de polímero y se exponen a radiación de microondas, se calientan localmente, "Explicó el Dr. Bedewy." Así que nos preguntamos si podríamos aprovechar este fenómeno único para crear las transformaciones deseadas en la estructura de fibroína alrededor de los CNT en un compuesto "RSF-CNT".

Según el Dr. Bedewy, la irradiación de microondas, junto con un tratamiento de vapor de disolvente, proporcionó un mecanismo de control único para la estructura de la proteína y dio como resultado una película flexible y transparente comparable a los polímeros sintéticos, pero que podría ser más sostenible y degradable. Estas películas RSF-CNT tienen potencial para su uso en electrónica flexible, Dispositivos biomédicos y electrónica transitoria, como sensores que se usarían durante un período deseado dentro del cuerpo que van desde horas hasta semanas. y luego se disuelve naturalmente.

"Estamos entusiasmados de seguir avanzando en este trabajo en el futuro, ya que esperamos desarrollar los aspectos científicos y tecnológicos de estos materiales funcionales únicos, ", Dijo el Dr. Bedewy." Desde una perspectiva científica, Todavía queda mucho por entender sobre las interacciones moleculares entre la funcionalización en superficies de nanotubos y moléculas de proteínas. Desde una perspectiva de ingeniería, queremos desarrollar procesos de fabricación escalables para tomar capullos de seda natural y transformarlos en películas delgadas funcionales para dispositivos electrónicos portátiles e implantables de próxima generación ".