Il baco da seta e il suo mangime contenente CNF. Credito:Università di Tohoku
I ricercatori della Tohoku University hanno prodotto la seta sintetizzata naturalmente dalla nanofibra di cellulosa (CNF) attraverso una semplice modifica alla dieta dei bachi da seta. La miscelazione del CNF con il cibo disponibile in commercio e l'alimentazione dei bachi da seta hanno prodotto una seta più forte e più resistente.
I risultati della loro ricerca sono stati pubblicati sulla rivista Materiali e design il 1 febbraio, 2021.
"L'idea per la nostra ricerca ci è venuta quando abbiamo realizzato che il metodo di focalizzazione del flusso con cui i bachi da seta producono la seta è ottimale per l'allineamento delle nanofibrille del CNF, ", ha affermato l'ingegnere dei materiali della Tohoku University Fumio Narita e coautore dello studio.
La seta è solitamente associata ai vestiti. Ma il suo utilizzo è incredibilmente vario grazie alla sua forza e alle sue proprietà elastiche. La sua biocompatibilità lo rende sicuro anche da usare all'interno del corpo umano.
A causa di ciò, i ricercatori hanno studiato modi per rafforzare ulteriormente la seta. I processi finora indagati, però, richiedono l'uso di sostanze chimiche tossiche dannose per l'uomo e l'ambiente.
Le nanofibre di cellulosa, fibre derivate da piante che sono state raffinate a livello micro, mostrano risultati promettenti nella sintesi a basso costo, leggero, molta forza, e nanocompositi sostenibili come la seta.
Però, i precedenti materiali sintetizzati basati su CNF hanno dimostrato pochi miglioramenti meccanici anche con il vantaggio di apparecchiature costose a causa della mancanza di allineamento delle nanofibrille.
Un'illustrazione che mostra il ciclo sostenibile della produzione di seta sintetizzata dal CNF sulla base dello studio attuale. Credito:Università di Tohoku
I bozzoli risultanti con diversa % in peso di CNF (0, 5, e 10% in peso da sinistra a destra). Credito:Università di Tohoku
In contrasto, i bachi da seta producono la seta con un metodo incentrato sul flusso. La seta viene dispersa attraverso le loro ghiandole salivari, orientando le fibrille lungo la direzione del flusso e consentendo così un migliore allineamento delle nanofibrille.
In questo studio, le larve del baco da seta sono state divise in tre gruppi e allevate con alimenti contenenti diverse quantità di CNF. Il gruppo di ricerca ha eseguito test di resistenza sulle fibre di seta trafilate che sono risultate essere circa 2,0 volte più resistenti della seta di bachi da seta non alimentati con CNF.
"I nostri risultati dimostrano un modo ecologico per produrre biomateriali sostenibili semplicemente usando il CNF come esca, " disse Narita.
