Vi siete mai chiesti perché la vernice si stacca dal muro durante l'elevata umidità estiva? È lo stesso motivo per cui le bende si separano dalla pelle quando ci laviamo o nuotiamo.

acqua interfacciale, come è noto, forma uno strato scivoloso e non adesivo tra la colla e la superficie a cui deve aderire, interferire con la formazione di legami adesivi tra i due.

Superare gli effetti dell'acqua di interfaccia è una delle sfide che devono affrontare gli sviluppatori di adesivi commerciali.

Per trovare una soluzione, i ricercatori qui all'Università di Akron stanno cercando uno dei materiali più resistenti che si trovano in natura:la seta di ragno.

"La migliore colla della natura"

La colla appiccicosa che ricopre i fili di seta delle ragnatele è un idrogel, nel senso che è pieno d'acqua. uno penserebbe, poi, che i ragni avrebbero difficoltà a catturare la preda, soprattutto in condizioni di umidità, ma non lo fanno. Infatti, la loro colla appiccicosa, oggetto da anni di intense ricerche, è una delle colle biologiche più efficaci in natura.

Quindi, come fa la colla di ragno a rimanere attaccata in condizioni di elevata umidità?

Quella domanda è stata oggetto di indagine da parte degli studenti laureati UA Saranshu Singla, Gaurav Amarpuri e Nishad Dhopatkar, che hanno lavorato con il Dr. Ali Dhinojwala, decano ad interim del College of Polymer Science and Polymer Engineering, e il dottor Todd Blackledge, un professore di biologia nel programma Integrated Bioscience. Entrambi i professori sono i principali ricercatori del Biomimicry Research Innovation Center (BRIC) dell'UA, specializzata nell'emulazione di forme biologiche, processi, modelli e sistemi per risolvere le sfide tecniche.

I risultati della squadra, che può fornire l'indizio per sviluppare adesivi commerciali più forti, può essere letto in un articolo recentemente pubblicato sulla rivista Comunicazioni sulla natura .

Superare l'umidità

Singla e i suoi colleghi hanno deciso di esaminare il segreto dietro il successo del ragno globo comune (Larinioides cornutus). Come supera l'ostacolo principale di ottenere una buona adesione nelle condizioni umide in cui potrebbe essere presente dell'acqua tra la colla e la superficie target?

Per indagare sui processi coinvolti, la squadra ha preso la colla del ragno globo, posizionarlo su un substrato di zaffiro, quindi lo ha esaminato utilizzando una combinazione di spettroscopia sensibile all'interfaccia e spettroscopia a infrarossi.

La colla di ragno è composta da tre elementi:due glicoproteine ​​specializzate, una raccolta di composti organici e inorganici a bassa massa molecolare (LMMC), e acqua. Gli LMMC sono igroscopici (attraggono l'acqua), che mantiene la colla morbida e appiccicosa da attaccare.

Singla e il suo team hanno scoperto che queste glicoproteine ​​agiscono come agenti leganti primari alla superficie. Le colle a base di glicoproteina sono state identificate in molte altre colle biologiche, come funghi, alghe, diatomee, stelle marine, spinarelli ed edera inglese.

Ma perché l'acqua presente nella colla del ragno non interferisce con il contatto adesivo come fa con la maggior parte degli adesivi sintetici?

Risultati promettenti

Gli LMMC, la squadra ha concluso svolgere una funzione precedentemente sconosciuta di sequestro dell'acqua interfacciale, prevenire la rottura dell'adesivo.

Singla e colleghi hanno determinato che è l'interazione di glicoproteine ​​e LMMC a governare la qualità adesiva della colla prodotta, con le rispettive proporzioni che variano tra le specie, ottimizzando così la forza adesiva per adattarsi all'umidità relativa dell'habitat dei ragni.

"I composti igroscopici - noti come assorbitori d'acqua - nella colla dei ragni svolgono un ruolo precedentemente sconosciuto nell'allontanare l'acqua dal confine, prevenendo così il fallimento della colla del ragno ad alta umidità, " ha spiegato Singla.

La capacità della colla di ragno di superare il problema dell'acqua interfacciale assorbendola efficacemente è il risultato chiave della ricerca, e quello con forse la prospettiva più forte per lo sviluppo commerciale.

"Immagina una vernice garantita a vita, vieni pioggia o sole, ", ha osservato Singla.

Tutto grazie alla tua amichevole colla per ragni di quartiere.