Forse le fibre di seta ibride più resistenti fino ad oggi sono state create da scienziati in Svezia utilizzando risorse completamente rinnovabili. Combinando le proteine ​​della seta di ragno con la nanocellulosa del legno, il processo offre un modo a basso costo e scalabile per produrre materiali bioattivi per un'ampia gamma di usi medici.

Pubblicato in ACS Nano dai ricercatori del KTH Royal Institute of Technology di Stoccolma, la tecnica unisce le prestazioni strutturali e meccaniche di nanofibrille di cellulosa poco costose con le proprietà medicinali della seta di ragno, che è difficile e costoso da fabbricare su larga scala.

Le proprietà bioattive della seta di ragno sono note da secoli. Nell'antica Roma, le ragnatele venivano usate per medicare le ferite di battaglia dei soldati. Ma la produzione di quantità su larga scala di materiale di seta di ragno oggi è un processo costoso che spesso si basa su fonti fossili.

Il ricercatore di KTH My Hedhammar afferma che in confronto, la nanocellulosa a base di legno è economica e sostenibile. Per di più, la tecnica di combinarlo con solo piccole quantità di proteine ​​della seta di ragno produce un materiale biofunzionale che può essere utilizzato per scopi medici come la promozione della crescita cellulare.

"La resistenza della fibra è significativamente migliore di qualsiasi altra artificiale, materiale a base di seta a nostra conoscenza, e allo stesso livello di ciò che si può trovare in natura dai ragni, "dice Daniel Söderberg, un ricercatore con il Wallenberg Wood Science Center al KTH.

Oggi, le nanofibrille di cellulosa ottenute dagli alberi ricevono attenzione scientifica e commerciale non solo perché sono rinnovabili, biodegradabile, praticamente atossico e disponibile in grandi volumi, ma offrono anche eccezionali proprietà meccaniche.

Söderberg afferma che il materiale del filamento fabbricato potrebbe essere potenzialmente utilizzato come elemento costitutivo per i legamenti, Per esempio.

Per fare il materiale, i ricercatori usano le cosiddette proteine ​​della seta ricombinanti. Piuttosto che usare un ragno come ospite, i ricercatori prendono il gene che codifica per la proteina della seta e lo combinano con un gene che codifica per alcune funzioni desiderate, come il legame cellulare, dice Hedhammar. "Trasferiamo questo gene di fusione in un semplice, batteri di laboratorio facilmente coltivabili, che poi produce le proteine ​​della seta funzionalizzate che possono essere purificate in laboratorio, " lei dice.

"Le proteine ​​​​di fusione della seta di ragno vengono quindi aggiunte alle nanofibrille di cellulosa disperse, e grazie alle favorevoli interazioni tra le due componenti, un materiale composito può essere prodotto."

Söderberg afferma che la tecnica utilizza l'idrodinamica per allineare la struttura interna delle fibre su micro e nanoscala. "Quando la nanocellulosa è allineata nel materiale macroscopico, possiamo ottenere alte prestazioni, " lui dice.