I ricercatori della Tufts University hanno sviluppato un metodo per realizzare materiali a base di seta che si rifiutano di attaccarsi all'acqua, o quasi qualsiasi altra cosa che contenga acqua per quella materia. In effetti, la seta modificata, che può essere modellata in forme come la plastica, o rivestita su superfici come una pellicola, ha proprietà antiaderenti che superano quelle delle superfici antiaderenti tipicamente utilizzate sulle pentole e potrebbe vedere applicazioni che si estendono in un ampio gamma di prodotti di consumo, così come la medicina.

La seta è una fibra naturale filata dalle tarme ed è stata utilizzata per migliaia di anni per realizzare tessuti durevoli e pregiati e suture chirurgiche per chiudere le ferite.

Più recentemente, gli scienziati hanno imparato a scomporre le fibre nel loro elemento proteico di base, la fibroina della seta, e a ricostituirlo in gel, pellicole, spugne e altre forme per creare qualsiasi cosa, dalle viti ortopediche impiantabili agli inchiostri tessili che cambiano colore in risposta al corpo chimica.

"Ciò che rende la seta un materiale così unico è che non solo può assumere un'ampia gamma di forme e forme, ma si possono facilmente modificare le sue proprietà modificando chimicamente la fibroina della seta", ha affermato Krishna Kumar, professore di chimica Robinson a Tufts.

"Se vogliamo realizzare viti ortopediche che vengono assorbite dal corpo a velocità diverse usando la fibroina di seta, modifichiamo la chimica", ha detto. "Se vogliamo creare un sensore del sangue che rilevi l'ossigeno, o il glucosio o altri componenti del sangue, modifichiamo la chimica. In questo studio, abbiamo modificato la fibroina della seta per respingere l'acqua e possiamo farlo in un modo che può "sintonizzare ' il materiale per essere più o meno idrorepellente."

L'anticipo è stato riportato sulla rivista ChemBioChem

La trasformazione della seta in un materiale idrorepellente implicava la copertura della superficie della fibroina della seta con brevi catene chimiche contenenti carbonio e fluoro, chiamate perfluorocarburi. Queste catene sono molto stabili e non reagiscono con altre sostanze chimiche, né interagiscono con le proteine ​​e altre sostanze chimiche biologiche nel corpo.

Mentre la superficie naturale della proteina della seta agisce come una calamita per l'acqua, con rami caricati negativamente e positivamente sulla seta che attirano l'acqua, una proteina della seta ricoperta di perfluorocarburi lascia poco a cui l'acqua possa aggrapparsi.

I perfluorocarburi resistono persino all'attrazione causata da altre forze che tipicamente uniscono le molecole. La modifica del numero e della lunghezza delle catene di perfluorocarburi sulla proteina della seta può regolare il modo in cui si comporta "non appiccicosa". Luke Davis, assistente professore di chimica, ha stabilito il livello di fluoro necessario sulla superficie della seta per mostrare un comportamento antiaderente.

La sintesi chimica avviene in condizioni blande, quindi a differenza della produzione di altre sostanze antiaderenti, il processo di produzione potrebbe essere più sicuro, sia per i lavoratori che per l'ambiente Una produzione più sicura e una fonte biologica rinnovabile di materiale spuntano due scatole per la sostenibilità.

I ricercatori di Tufts hanno misurato la proprietà antiaderente osservando come l'acqua gocciola sulla superficie del materiale, come il modo in cui l'acqua rotola da un'auto cerata. Infatti, su seta antiaderente modellata in barre utilizzando il più alto livello di perfluorocarburi, l'acqua si è arrotolata in gocce che sono arrotondate ancora più strette rispetto al teflon.

Non è solo l'acqua che rotola dalla seta antiaderente, ma qualsiasi sostanza che abbia l'acqua come componente principale, che potrebbe includere vari alimenti, sangue, cellule e tessuti. Sebbene non siano stati testati in questo studio, è noto che i materiali perfluorurati respingono anche gli oli.

"La modifica dei dispositivi medici per prevenire interazioni dannose con l'acqua e altri prodotti biologici ha il potenziale per preservare la forza e l'integrità per tutto il tempo necessario", ha spiegato Julia Fountain, studentessa laureata nel laboratorio di Kumar e coautrice dell'articolo. "La seta è già relativamente inerte per il sistema immunitario, quindi la regolazione della sua capacità di respingere le cellule o altre sostanze potrebbe renderla ancora più utile."

I vantaggi delle superfici altamente antiaderenti vanno ben oltre le applicazioni mediche. Sebbene vi sia preoccupazione per le sostanze chimiche assorbite nel corpo dai rivestimenti antiaderenti disponibili in commercio, le superfici antiaderenti a base di seta possono offrire un'opzione alternativa che può essere esplorata per la sua relativa sicurezza.

Si potrebbe anche immaginare i parabrezza delle automobili dove l'acqua piovana scivola via senza l'uso di tergicristalli, rivestimenti su metalli che aiutano a prevenire la ruggine o su tessuti per renderli più facili da pulire.

"Il successo che abbiamo avuto con la modifica della seta per respingere l'acqua estende i nostri successi con la modifica chimica della seta per altre funzionalità, come la capacità di cambiare colore, condurre cariche elettriche o persistere o degradarsi in un ambiente biologico", ha affermato David Kaplan, Stern Family Professore di Ingegneria a Tufts. "Come proteina, la seta si presta bene alla chimica modulare:la capacità di 'collegare' diversi componenti funzionali su un'impalcatura naturale". + Esplora ulteriormente

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