Pesquisadores da Universidade Tufts desenvolveram um método para fazer materiais à base de seda que se recusam a grudar na água, ou quase qualquer outra coisa que contenha água. Na verdade, a seda modificada, que pode ser moldada em formas como plástico, ou revestida em superfícies como um filme, tem propriedades antiaderentes que superam as superfícies antiaderentes normalmente usadas em panelas, e pode ver aplicações que se estendem a uma ampla gama de produtos de consumo, bem como medicamentos.
A seda é uma fibra natural fiada por mariposas e tem sido usada por milhares de anos para fazer tecidos finos e duráveis ​​– e suturas cirúrgicas para fechar feridas.

Mais recentemente, os cientistas aprenderam a quebrar as fibras em seu elemento básico de proteína – fibroína de seda – e reconstituí-lo em géis, filmes, esponjas e outras formas para criar tudo, desde parafusos ortopédicos implantáveis ​​até tintas têxteis que mudam de cor em resposta ao corpo. química.

"O que torna a seda um material tão único é que não só pode assumir uma ampla gama de formas e formatos, mas também pode alterar facilmente suas propriedades modificando quimicamente a fibroína da seda", disse Krishna Kumar, professor Robinson de química da Tufts.

"Se queremos fazer parafusos ortopédicos que são absorvidos pelo corpo em diferentes taxas usando fibroína de seda, modificamos a química", disse ele. “Se quisermos criar um sensor de sangue que detecte oxigênio, glicose ou outros componentes do sangue, modificamos a química. ' o material seja mais ou menos repelente à água."

O avanço foi relatado na revista ChemBioChem

Transformar a seda em um material repelente de água envolveu cobrir a superfície da fibroína da seda com cadeias químicas curtas contendo carbono e flúor, chamadas perfluorocarbonos. Essas cadeias são muito estáveis ​​e não reagem com outros produtos químicos, nem interagem com proteínas e outros produtos químicos biológicos no corpo.

Enquanto a superfície natural da proteína da seda age como um ímã para a água, com ramos carregados negativamente e positivamente na seda atraindo água, uma proteína da seda coberta com perfluorocarbonos deixa pouco para a água agarrar.

Os perfluorocarbonos resistem até mesmo à atração causada por outras forças que normalmente unem as moléculas. Alterar o número e o comprimento das cadeias de perfluorocarbono na proteína da seda pode ajustar o quão "não pegajoso" ela se comporta. Luke Davis, professor assistente de química, estabeleceu o nível de flúor necessário na superfície da seda para exibir um comportamento antiaderente.

A síntese química é feita em condições suaves, portanto, diferentemente da produção de outras substâncias antiaderentes, o processo de fabricação poderia ser mais seguro, tanto para os trabalhadores quanto para o meio ambiente.

Os pesquisadores da Tufts mediram a propriedade antiaderente observando como a água se espalha na superfície do material – como a água rola de um carro encerado. De fato, na seda antiaderente moldada em barras usando o mais alto nível de perfluorocarbonos, a água se enrola em gotas que são arredondadas ainda mais do que no Teflon.

Não é apenas a água que rola da seda antiaderente, mas qualquer substância que tenha água como componente principal, o que pode incluir vários alimentos, sangue, células e tecidos. Embora não testados neste estudo, os materiais perfluorados também são conhecidos por repelir óleos.

“Modificar dispositivos médicos para evitar interações prejudiciais com água e outros produtos biológicos tem o potencial de preservar a força e a integridade pelo tempo que forem necessários”, explicou Julia Fountain, estudante de pós-graduação no laboratório de Kumar e coautora do artigo. “A seda já é relativamente inerte para o sistema imunológico, então ajustar sua capacidade de repelir células ou outras substâncias pode torná-la ainda mais útil”.

As vantagens das superfícies altamente antiaderentes vão muito além das aplicações médicas. Embora haja preocupação com os produtos químicos absorvidos no corpo a partir de revestimentos antiaderentes comercialmente disponíveis, as superfícies antiaderentes à base de seda podem oferecer uma opção alternativa que pode ser explorada por sua relativa segurança.

Pode-se também imaginar para-brisas automotivos onde a água da chuva simplesmente escorre sem usar limpadores, revestimentos em metais que ajudam a evitar ferrugem ou em tecidos para facilitar a limpeza.

"O sucesso que tivemos com a modificação da seda para repelir a água estende nossos sucessos com a modificação química da seda para outras funcionalidades - como a capacidade de mudar de cor, conduzir carga elétrica ou persistir ou degradar em um ambiente biológico", disse David Kaplan, Stern Family Professor de Engenharia na Tufts. "Como proteína, a seda se presta bem à química modular - a capacidade de 'plugar' diferentes componentes funcionais em um andaime natural." + Explorar mais

Propriedades da seda de aranha analisadas para uso como fibras de base biológica na área médica