Bachi da seta alimentati con grafene


La storia della seta affonda le sue origini in Cina a millenni avanti Cristo e il modo per ottenerla fu tenuto segreto per secoli fino a giungere in Europa intorno al 550 quando dei monaci avrebbero portato delle uova da baco. Ed è proprio dal baco da seta che si nutre esclusivamente di foglie di gelso che si ottiene la seta da cui si ricavano tessuti pregiati, amati e ricercati e apprezzati per la loro leggerezza e resistenza.

La seta è costituita essenzialmente da fibroina e sericina con la presenza di altri composti minori di tipo organico tra i quali sostanze grasse o cerose e pigmenti di origine carotenoide. Considerando la natura proteica della seta essa può essere descritta in base alla sequenza degli amminoacidi e attraverso le strutture superiori più complesse formate dai ripiegamenti intercatena e da legami tra sub-unità uguali o diverse. La fibroina è costituita dalla sequenza di amminoacidi  Gly-Ser-Gly-Ala-Gly-Ala

struttura-seta

La fibrina ha una struttura pressoché lineare che si dispone a zig-zag con i sostituenti a lato come in un foglio pieghettato tipica delle strutture a β-foglietto. Le catene che sono disposte planarmente lungo l’asse della fibra, presentano legami a idrogeno ed elettrostatici con le catene contigue e ciò consente una elevata interazione fra le molecole, con una elevata cristallinità che causa maggiore rigidità e minore rigidità rispetto alle fibre da pelo come la lana.

Stanti le sue caratteristiche la seta è stata adoperata in campo medico come filo di sutura e in nuovi biomateriali. La fibroina può essere considerata a tutti gli effetti un polimero biocompatibile, a pari livello con i migliori polimeri sintetici attualmente impiegati come biomateriali: in particolare la fibroina favorisce l’adesione delle cellule alla sua superficie promuovendone la crescita ed è stata usata come supporto della rigenerazione cellulare.

Secondo recenti studi si è trovato che si può ottenere seta più forte e resistente alimentando i bachi con grafene o nanotubi di carbonio a parete singola che potrebbe essere utilizzata in molte applicazioni come tessuti protettivi resistenti e impianti medici biodegradabili.

I ricercatori della Donghua University di Shanghai  hanno preventivamente aggiunto coloranti, agenti antimicrobici, polimeri conduttivi e nanoparticelle alla seta o trattando la seta filata con gli additivi o, in alcuni casi, alimentando direttamente i bachi da seta.

Per rendere la seta di carbonio rinforzata le foglie di gelso sono state trattate con soluzioni acquose contenenti lo 0,2% in peso di nanotubi di carbonio o grafene.

Rispetto alla la seta questo nuovo tipo di fibra è due volte più resistente e in grado di sopportare sollecitazioni fino al  50% in più. I ricercatori inoltre hanno riscaldato le fibre di seta a 1050 ° C per carbonizzare la proteina della seta e poi ne hanno studiato la conduttività e la struttura. La seta modificata conduce elettricità, a differenza di quella naturale e da studi effettuati tramite spettroscopia Raman si è dimostrato le nuove fibre di seta hanno una struttura cristallina più ordinata a causa dei nanomateriali incorporati. Rimangono ancora aperte alcune questioni relative a come e in quali quantità i bachi incorporino i nanomateriali nella seta.

Autore: Chimicamo

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