1. La produzione della seta inizia nelle ghiandole :
- Nell'addome del ragno risiedono ghiandole seriche specializzate.
- Queste ghiandole della seta contengono proteine di sericina disciolte in acqua.
- Le proteine della sericina fungono da elementi costitutivi delle fibre di seta.
2. Formazione di fibroina della seta :
- La soluzione di seta liquida subisce modifiche mentre passa attraverso la filiera, una struttura simile a un dito situata sulla punta dell'addome del ragno.
- La filiera ospita numerosi rubinetti microscopici.
- Mentre la soluzione di seta passa attraverso i rubinetti, entra in contatto con l'ossigeno, che innesca la conversione delle proteine della sericina in fibroina della seta, una proteina insolubile.
- Questo riarrangiamento molecolare costituisce la struttura centrale delle fibre di seta.
3. Assemblaggio e allineamento :
- Man mano che le molecole della fibroina della seta si formano, si autoassemblano in nanostrutture cristalline liquide, dove le molecole si allineano in modo parallelo.
- Questa disposizione precisa contribuisce alle proprietà meccaniche superiori della seta.
4. Rimozione dell'acqua :
- Le molecole allineate di fibroina di seta vengono estruse attraverso i rubinetti e trascinate in una fibra dal ragno.
- Durante il processo di stiratura, il contenuto di acqua nella seta viene rapidamente ridotto attraverso l'evaporazione.
- Questa disidratazione migliora ulteriormente la resistenza e la rigidità della fibra.
5. Indurimento e reticolazione :
- Una volta che la fibra di seta è a posto, viene sottoposta a stagionatura, permettendole di raggiungere la sua forza e stabilità finali.
- Questo processo di polimerizzazione comporta la reticolazione tra le molecole della fibroina della seta, formando legami covalenti che tengono insieme la fibra.
6. Architettura della seta :
- I ragni possono produrre diversi tipi di seta con proprietà distinte a seconda della funzione che svolgono (ad esempio, dragline, cattura web, bozzolo, ecc.).
- La variazione delle proprietà della seta deriva dalla composizione delle proteine della seta e dalla struttura delle fibre filate.
La straordinaria capacità dei ragni di filare la seta autoassemblata ha ispirato i ricercatori a esplorare modi per sfruttare questo materiale naturale per varie applicazioni ingegneristiche e biomediche. La comprensione dei processi alla base della filatura della seta ha contribuito ai progressi nella biomimetica e allo sviluppo di materiali sintetici con proprietà simili alla seta di ragno.
