Le straordinarie proprietà di una proteina di calamaro scoperta di recente potrebbero rivoluzionare i materiali in un modo che sarebbe irraggiungibile con la plastica convenzionale, trova una recensione pubblicata in Frontiere della chimica . Nato dai denti inanellati delle braccia predatorie di un calamaro, questa proteina può essere trasformata in fibre e film con applicazioni che vanno dai vestiti "intelligenti" per il monitoraggio della salute, a tessuti riciclabili autorigeneranti che riducono l'inquinamento da microplastiche. I materiali realizzati con questa proteina sono ecologici e biodegradabili, con una produzione sostenibile su larga scala ottenuta utilizzando metodi di coltura di laboratorio.

"Le proteine ​​dei calamari possono essere utilizzate per produrre materiali di nuova generazione per una serie di campi tra cui energia e biomedicina, così come il settore della sicurezza e della difesa, ", afferma l'autore principale Melik Demirel, Sedia dotata di Lloyd e Dorothy Foehr Huck in materiali biomimetici, e Direttore del Centro di ricerca sulle tecnologie avanzate in fibra (CRAFT) presso la Penn State University, STATI UNITI D'AMERICA. "Abbiamo rivisto le attuali conoscenze sui materiali a base di denti per anelli di calamaro, che sono un'ottima alternativa alla plastica perché ecosostenibili ed ecosostenibili."

I denti degli anelli di calamaro sono tuttofare

Mentre l'umanità si risveglia all'indomani di una festa di 100 anni di produzione di plastica, stiamo cominciando a prestare attenzione agli avvertimenti della natura e alle sue soluzioni.

"La natura produce una varietà di materiali intelligenti in grado di rilevare l'ambiente, autoguarigione ed eccezionale funzione meccanica. Questi materiali, o biopolimeri, hanno proprietà fisiche uniche che non si trovano facilmente nei polimeri sintetici come la plastica. È importante sottolineare che i biopolimeri sono sostenibili e possono essere progettati per migliorare le loro proprietà fisiche, " spiega Demirel.

Gli oceani, che hanno sopportato il peso maggiore dell'inquinamento da plastica, sono al centro della ricerca di alternative sostenibili. Una proteina appena scoperta dai denti dell'anello di calamaro (SRT) - appendici predatori circolari situate sulle ventose dei calamari, usato per afferrare con forza la preda, ha guadagnato interesse per le sue notevoli proprietà e la produzione sostenibile.

L'elasticità, flessibilità e resistenza dei materiali a base di SRT, così come la loro autoguarigione, ottico, e proprietà di conduzione termica ed elettrica, può essere spiegato dalla varietà di disposizioni molecolari che possono adottare. Le proteine ​​SRT sono composte da elementi costitutivi disposti in modo tale che avvenga la separazione delle microfasi. Questa è una situazione simile all'olio e all'acqua, ma su una dimensione molto più piccola, nano-scala. I blocchi non possono separarsi completamente per produrre due strati distinti, così invece vengono create forme a livello molecolare, come blocchi cilindrici ripetuti, grovigli disordinati o strati ordinati. Le forme formate determinano la proprietà del materiale e gli scienziati le hanno sperimentate per produrre prodotti a base di SRT per una varietà di usi.

Nel settore tessile, La proteina SRT potrebbe affrontare una delle principali fonti di inquinamento da microplastiche fornendo un rivestimento resistente all'abrasione che riduce l'erosione della microfibra nelle lavatrici. Allo stesso modo, un rivestimento proteico SRT autorigenerante potrebbe aumentare la longevità e la sicurezza degli impianti biochimici soggetti a danni, così come capi su misura per la protezione contro gli agenti di guerra chimica e biologica.

È anche possibile intercalare più strati di proteine ​​SRT con altri composti o tecnologie, che potrebbe portare allo sviluppo di vestiti "intelligenti" in grado di proteggerci dagli inquinanti presenti nell'aria, tenendo anche d'occhio la nostra salute. Le proprietà ottiche dei materiali a base di SRT significano che questi vestiti potrebbero anche visualizzare informazioni sulla nostra salute o sull'ambiente circostante. Dispositivi fotonici flessibili basati su SRT:componenti che creano, manipolare o rilevare la luce, come LED e display ottici, che sono tipicamente realizzati con materiali duri come vetro e quarzo, sono attualmente in fase di sviluppo.

"La fotonica SRT è biocompatibile e biodegradabile, quindi potrebbe essere utilizzato per realizzare non solo monitor sanitari indossabili ma anche dispositivi impiantabili per il biosensore e il biorilevamento, "aggiunge Demirel.

Nessun calamaro è stato maltrattato durante la realizzazione di questo film

Uno dei principali vantaggi dei materiali a base di SRT rispetto ai materiali sintetici e alla plastica realizzati con combustibili fossili sono le sue credenziali ecologiche. Le proteine ​​SRT sono prodotte a basso costo e facilmente da risorse rinnovabili e i ricercatori hanno trovato un modo per produrle senza catturare un calamaro. "Non vogliamo esaurire le risorse naturali dei calamari e quindi produciamo queste proteine ​​in batteri geneticamente modificati. Il processo si basa sulla fermentazione e utilizza lo zucchero, acqua, e ossigeno per produrre biopolimeri, " spiega Demirel.

Si spera che i prototipi basati su SRT diventino presto più ampiamente disponibili, ma è necessario più sviluppo.

Demirel spiega, "Il potenziamento di questi materiali richiede ulteriore lavoro. Ora stiamo lavorando alla tecnologia di elaborazione di questi materiali in modo da poterli rendere disponibili nei processi di produzione industriale".