Raggiungere forza ed estensibilità allo stesso tempo è stata finora una grande sfida nell'ingegneria dei materiali:aumentare la forza ha significato perdere l'estensibilità e viceversa. Ora i ricercatori di Aalto University e VTT sono riusciti a superare questa sfida, con ispirazione dalla natura.

I ricercatori hanno creato un materiale a base biologica veramente nuovo incollando insieme le fibre di cellulosa di legno e la proteina della seta che si trova nei fili della ragnatela. Il risultato è un materiale molto solido e resistente che potrebbe essere utilizzato in futuro come possibile sostituto della plastica, come parte di compositi a base biologica e in applicazioni mediche, fibre chirurgiche, industria tessile e confezionamento.

Secondo il professor Markus Linder dell'Università di Aalto, la natura offre ottimi ingredienti per lo sviluppo di nuovi materiali, come la cellulosa solida e facilmente reperibile e la seta resistente e flessibile utilizzata in questa ricerca. Il vantaggio con entrambi questi materiali è che, a differenza della plastica, sono biodegradabili e non danneggiano la natura allo stesso modo delle microplastiche.

"I nostri ricercatori devono solo essere in grado di riprodurre le proprietà naturali, "aggiunge Linder, che stava anche conducendo la ricerca.

"Abbiamo usato polpa di betulla, lo ha scomposto in nanofibrille di cellulosa e le ha allineate in un'impalcatura rigida. Allo stesso tempo, abbiamo infiltrato la rete cellulosica con una matrice adesiva di seta di ragno morbida e dissipatrice di energia, ", afferma il ricercatore Pezhman Mohammadi di VTT.

La seta è una proteina naturale che viene escreta da animali come i bachi da seta e si trova anche nei fili delle ragnatele. La tela di ragno usata dai ricercatori dell'Università di Aalto, però, non è in realtà preso da ragnatele ma è invece prodotto dai ricercatori usando batteri con DNA sintetico.

"Poiché conosciamo la struttura del DNA, possiamo copiarlo e usarlo per produrre molecole di proteine ​​della seta che sono chimicamente simili a quelle che si trovano nei fili della ragnatela. Il DNA contiene tutte queste informazioni, "Spiega Linder.

"Il nostro lavoro illustra le nuove e versatili possibilità per l'ingegneria delle proteine. In futuro, potremmo produrre compositi simili con elementi costitutivi leggermente diversi e ottenere un diverso insieme di caratteristiche per altre applicazioni. Attualmente, stiamo lavorando alla realizzazione di nuovi materiali compositi come impianti, oggetti di resistenza agli urti e altri prodotti, "dice Pezhman.