I ricercatori del Karolinska Institutet hanno scoperto che i ragni hanno un trucco speciale per rendere forte la loro seta, utilizzando un potenziatore molecolare biocompatibile naturale. Utilizzando lo stesso segreto i ricercatori sono in grado di creare fibre biomimetiche di seta di ragno in modo non tossico. Lo studio è pubblicato in Advanced Functional Materials .
La seta di ragno è nota per essere un materiale resistente ed ecologico, mentre le fibre biomimetiche simili alla seta di ragno attualmente non sono all'altezza in termini di prestazioni meccaniche.
Una strategia per aumentare la resistenza meccanica delle fibre biomimetiche simili alla seta dei ragni consiste nell'introdurre motivi che formano amiloide (assemblaggi proteici fibrillari) nelle proteine della seta dei ragni (spidroine). Tuttavia, è importante notare che le fibrille amiloidi sono intrinsecamente tossiche, ad esempio le nanofibrille di seta derivate dai bozzoli, potenzialmente associate a varie malattie.
Gefei Chen, ricercatore principale presso il Dipartimento di Bioscienze e Nutrizione del Karolinska Institutet e autore corrispondente di questo nuovo studio, spiega che i potenziatori molecolari (domini distanziatori) si autoassemblano invece in fibrille simili all'amiloide attraverso percorsi che probabilmente evitano la formazione di intermedi citotossici. L'incorporazione di questo dominio distanziatore in una spidroina chimerica facilita l'autoassemblaggio in fibre simili alla seta, aumenta l'omogeneità molecolare delle fibre e migliora notevolmente la resistenza meccanica delle fibre.
Questo dominio distanziatore offre quindi un modo per migliorare le proprietà delle fibre ricombinanti simili alla seta del ragno e i ricercatori sperano di poter utilizzare questa strategia su diversi materiali funzionali per migliorare le loro proprietà meccaniche.
Lo studio è stato un lavoro di squadra di ricercatori del Karolinska Institutet, dell'Università di Soochow (Cina) e dell'Università di Umeå, con un mix di strumenti tra cui intelligenza artificiale, modelli matematici e un metodo per filare la seta.
Ulteriori informazioni: Xingmei Qi et al, Spiders utilizza la conversione strutturale di domini amiloidogenici globulari per produrre fibre di seta resistenti, materiali funzionali avanzati (2024). DOI:10.1002/adfm.202315409
Informazioni sul giornale: Materiali funzionali avanzati
Fornito da Karolinska Institutet
