Uma equipe de arquitetos e químicos da Universidade de Cambridge projetou fibras super-elásticas e fortes que são quase inteiramente compostas de água, e pode ser usado para fazer têxteis, sensores e outros materiais. As fibras, que se assemelham a cordas elásticas em miniatura, pois podem absorver grandes quantidades de energia, são sustentáveis, não tóxico e pode ser feito à temperatura ambiente.

Este novo método não apenas melhora os métodos anteriores de fazer seda sintética de aranha, uma vez que não requer procedimentos de alta energia ou uso extensivo de solventes prejudiciais, mas poderia melhorar substancialmente os métodos de fabricação de fibras sintéticas de todos os tipos, uma vez que outros tipos de fibras sintéticas também dependem de alta energia, métodos tóxicos. Os resultados são relatados no jornal Proceedings of the National Academy of Sciences .

A seda de aranha é um dos materiais mais fortes da natureza, e os cientistas têm tentado imitar suas propriedades para uma série de aplicações, com vários graus de sucesso. "Ainda temos que recriar totalmente a elegância com que as aranhas tecem seda, "disse o co-autor Dr. Darshil Shah do Departamento de Arquitetura de Cambridge.

As fibras projetadas pela equipe de Cambridge são "fiadas" a partir de um material pastoso chamado hidrogel, que é 98% de água. Os 2% restantes do hidrogel são feitos de sílica e celulose, ambos os materiais naturalmente disponíveis, mantidas juntas em uma rede por "algemas" moleculares em forma de barril conhecidas como cucurbiturilas. As interações químicas entre os diferentes componentes permitem que fibras longas sejam puxadas do gel.

As fibras são puxadas do hidrogel, formando longo, fios extremamente finos - alguns milionésimos de metro de diâmetro. Após cerca de 30 segundos, a água evapora, deixando uma fibra que é forte e elástica.

"Embora nossas fibras não sejam tão fortes quanto as mais fortes sedas de aranha, eles podem suportar tensões na faixa de 100 a 150 megapascais, que é semelhante a outras sedas sintéticas e naturais, "disse Shah." No entanto, nossas fibras não são tóxicas e exigem muito menos energia para serem produzidas. "

As fibras são capazes de se auto-montar em temperatura ambiente, e são mantidos juntos pela química supramolecular hospedeiro-convidado, que depende de outras forças além das ligações covalentes, onde os átomos compartilham elétrons.

"Quando você olha para essas fibras, você pode ver uma série de forças diferentes que os mantêm unidos em escalas diferentes, "disse Yuchao Wu, um estudante de doutorado no Departamento de Química de Cambridge, e o autor principal do artigo. "É como uma hierarquia que resulta em uma combinação complexa de propriedades."

A resistência das fibras excede a de outras fibras sintéticas, como viscose à base de celulose e sedas artificiais, bem como fibras naturais, como cabelo humano ou animal.

Além de sua força, as fibras também apresentam capacidade de amortecimento muito alta, o que significa que eles podem absorver grandes quantidades de energia, semelhante a uma corda elástica. Existem muito poucas fibras sintéticas que têm essa capacidade, mas o alto amortecimento é uma das características especiais da seda de aranha. Os pesquisadores descobriram que a capacidade de amortecimento em alguns casos até excedia a das sedas naturais.

"Achamos que este método de fabricação de fibras pode ser uma alternativa sustentável aos métodos de fabricação atuais, "disse Shah. Os pesquisadores planejam explorar mais a química das fibras, incluindo a fabricação de fios e fibras trançadas.