Un equipo de científicos de la Universidad de Manchester ha sido honrado con un récord mundial Guinness por tejer hilos de moléculas individuales para crear el tejido más fino del mundo. superando el lino egipcio más fino.

El tejido de hilos que tienen diámetros que van desde varios milímetros (cañas, fibras vegetales, etc.) a unas pocas micras (lana, algodón, polímeros sintéticos, etc.) ha apuntalado el progreso a lo largo de los siglos, desde humanos de la edad de piedra que hacen redes para pescar y tejen telas para mantenerse calientes hasta los textiles modernos que todos usamos todos los días.

Ahora, por primera vez, un equipo de científicos de la Universidad de Manchester ha desarrollado una forma de tejer hilos moleculares en capas bidimensionales. Al hacerlo, han producido una tela tejida molecularmente 2-D que tiene un recuento de hilos de 40-60 millones (a modo de comparación, el lino egipcio más fino tiene un número de hilos de ~ 1500; el número de hilos es el número de hebras por pulgada).

Tejer tiene muchas aplicaciones, para pájaros que tejen ramitas para construir sus nidos, y humanos que lo utilizan para hacer redes de pesca, cestas para llevar cosas, y telas para vestirnos. Los plásticos están hechos de largas hebras moleculares llamadas polímeros, y el equipo de investigación quería encontrar una manera de tejer esos hilos para hacer tejidos de tejido molecular que pudieran tener una resistencia y flexibilidad excepcionales, de la misma manera que las sábanas de lino se diferencian de los hilos individuales de algodón.

El equipo colaborativo utilizó la química para tejer las hebras. Los átomos de metal y los iones cargados negativamente trabajan en conjunto para entrelazar pequeños bloques de construcción moleculares hechos de carbono, hidrógeno, oxígeno, átomos de nitrógeno y azufre. Los bloques de construcción tejidos luego se unen como piezas de una sierra de calar para formar láminas individuales de hebras moleculares tejidas en una tela de solo 4 millonésimas de milímetro de espesor (4 nanómetros). Por el momento, la pieza de tela más grande fabricada tiene solo 1 mm de longitud. Obviamente eso es extremadamente pequeño, pero en realidad es más grande que las primeras escamas de grafeno cuando se hizo por primera vez.

El profesor David Leigh dijo:"Tejer hebras moleculares de esta manera conduce a propiedades nuevas y mejoradas. La tela es dos veces más fuerte que las hebras no tejidas y cuando se tira al punto de rotura se rompe como una hoja en lugar de que se desprendan grupos de hebras. El material tejido también actúa como una red, permitiendo que pequeñas moléculas pasen a través de él mientras atrapa moléculas más grandes en la pequeña malla.

“Este es el primer ejemplo de una tela tejida molecularmente en capas. Tejer hebras moleculares ofrece una nueva forma de alterar las propiedades de los plásticos y otros materiales.

"El número de hebras y cruces de hebras se midió mediante rayos X brillantes en los bloques de construcción. Las hebras doblan el camino de los rayos X a través del material en una cantidad específica, permitiendo a los investigadores medir cuántas hebras hay por pulgada. La medida muestra que el material tiene un número de hilos de 40 a 60 millones de hebras por pulgada. En comparación, el lino egipcio más fino tiene un número de hilos de alrededor de 1500 ".

El equipo también midió el grosor de la tela tejida molecularmente utilizando un instrumento especial llamado microscopio de fuerza atómica. que tiene una punta de sonda tan afilada que tiene un solo átomo al final. Cada capa de tejido molecular tiene un grosor de solo 4 nanómetros; eso es 10, 000 veces más delgado que un cabello humano.

La investigación se informó en:'Autoensamblaje de una tela tejida molecularmente bidimensional en capas' en la revista Naturaleza . El equipo detrás del trabajo involucró a cuatro grupos de investigación diferentes de toda la Universidad. El equipo del profesor David Leigh del Departamento de Química hizo la tela tejida molecularmente. El equipo del profesor Bob Young del Departamento de Materiales y del Instituto Henry Royce llevó a cabo estudios de microscopía de fuerza atómica para determinar su estructura y propiedades del material.

El Dr. George Whitehead del Departamento de Química llevó a cabo experimentos de cristalografía de rayos X para localizar la posición precisa de los átomos en los bloques de construcción del material. Profesora Sarah Haigh del Departamento de Materiales, usó microscopía electrónica para obtener imágenes de la tela tejida molecularmente. Doctor. La estudiante Paige Kent y el profesor Rob Dryfe utilizaron el material como una red molecular, atrapando moléculas grandes en la malla tejida mientras las moléculas más pequeñas pasaban libremente.