{"id":438,"date":"2012-05-08T19:08:16","date_gmt":"2012-05-08T18:08:16","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/?p=438"},"modified":"2015-12-14T10:58:50","modified_gmt":"2015-12-14T09:58:50","slug":"desenmaranando-la-secreta-microestructura-de-la-seda-de-arana","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/2012\/05\/08\/438\/","title":{"rendered":"A\u00fan intrigados por la secreta microestructura de la seda de ara\u00f1a"},"content":{"rendered":"

Por Gustavo R. Plaza<\/a><\/strong> (Universidad Polit\u00e9cnica de Madrid)<\/p>\n

Las excelentes propiedades de las fibras de seda de ara\u00f1a han hecho que este material sea especialmente conocido y que los avances cient\u00edficos en su estudio tengan una amplia difusi\u00f3n en los medios de comunicaci\u00f3n.<\/p>\n

El inter\u00e9s se acentu\u00f3 en las \u00faltimas d\u00e9cadas del siglo XX, cuando quedaron bien descritas las propiedades mec\u00e1nicas, que las fibras han adquirido a lo largo de cientos de millones de a\u00f1os de evoluci\u00f3n. En particular, es el material con mayor trabajo hasta rotura por unidad de volumen, por lo cual es id\u00f3neo para absorber energ\u00eda en un impacto (a velocidad no muy elevada, como ocurre con los impactos de insectos en las telas de ara\u00f1a). Como atractivo a\u00f1adido, las sedas son adem\u00e1s una familia de materiales especialmente adecuados para aplicaciones en el campo de la biomedicina. Por ejemplo, se ha estudiado, con resultados excelentes, su posible utilizaci\u00f3n para obtener andamiajes aplicables en ingenier\u00eda de tejidos.<\/p>\n

Si bien la seda que producen las ara\u00f1as es la que tiene (con diferencia) las mejores propiedades, no resulta econ\u00f3micamente viable poner en marcha una industria dedicada a la extracci\u00f3n de seda de las ara\u00f1as. Una de las razones es el hecho de que estos animales no pueden convivir en el mismo espacio por sus costumbres depredadoras. Por ello, se \u00a0han hecho continuos esfuerzos para responder a la gran pregunta que permitir\u00eda la producci\u00f3n de fibras equivalentes a las de las ara\u00f1as: \u00bfcual es la relaci\u00f3n entre las excelentes propiedades mec\u00e1nicas de las fibras de seda naturales y su microestructura, composici\u00f3n y procesado? o dicho de otra forma, \u00bfpodremos nosotros copiar a las ara\u00f1as? A pesar de todo el trabajo llevado a cabo, a\u00fan hoy no somos capaces de obtener artificialmente fibras equivalente a las naturales, ni siquiera partiendo (supuestamente) de la misma composici\u00f3n, lo cual sigue intrigando a los cient\u00edficos que han dedicado varias d\u00e9cadas de su vida a este tema.<\/p>\n

Es cierto que en algunos momentos se han publicado resultados prometedores sobre obtenci\u00f3n de fibras artificiales con propiedades comparables a las naturales o incluso superiores, pero que finalmente no han pasado de ser posibles promesas. Esta situaci\u00f3n indica que a\u00fan no entedemos detalles importantes en la organizaci\u00f3n microestructural de las fibras.<\/p>\n

Enfrentados a este desconcertante problema, en el Grupo de Materiales Biol\u00f3gicos y Biomateriales de la UPM<\/a> hemos estudiado las propiedades de fibras naturales de seda durante m\u00e1s de una decena de a\u00f1os. En este tiempo hemos ampliado progresivamente las t\u00e9cnicas utilizadas, desde los ensayos mec\u00e1nicos para medir la resistencia y deformaci\u00f3n, hasta los ensayos de difracci\u00f3n de rayos X, de resonancia magn\u00e9tica nuclear o\u00a0espectroscop\u00eda Raman para estudiar la microestructura. Las fibras est\u00e1n compuestas de prote\u00ednas con una longitud enorme (a escala molecular, claro), pues tienen millares de amino\u00e1cidos (las unidades que forman estos heteropol\u00edmeros<\/em>). Las cadenas prote\u00ednicas se encuentran alineadas de forma ordenada en ciertas regiones cristalinas<\/em> del material, y aparecen de una forma m\u00e1s desorganizada, como una mara\u00f1a de cadenas, en las regiones<\/em> desordenadas o amorfas<\/em>.<\/p>\n

En el trabajo del grupo publicado recientemente en la revista Soft Matter<\/em> (http:\/\/dx.doi.org\/10.1039\/c2sm25446h<\/a>), se ha estudiado c\u00f3mo evolucionan las regiones cristalinas cuando se deforma una fibra.<\/p>\n

\"\"<\/a>
Esquema de la evoluci\u00f3n de las zonas cristalinas en las fibras de seda de ara\u00f1a: al estirar las fibras se produce una rotaci\u00f3n de las zonas cristalinas, seguida despu\u00e9s de un aumento de su tama\u00f1o.<\/figcaption><\/figure>\n

Los detalles del proceso son especialmente interesantes: primero se produce la rotaci\u00f3n de los las zonas cristalinas, lo cual supone un cambio en las regiones desordenadas, y despu\u00e9s se produce el aumento de la fracci\u00f3n cristalina. Este trabajo aporta una informaci\u00f3n valiosa para la comprensi\u00f3n de los detalles microestructurales que permitir\u00e1 finalmente explicar y modelizar las propiedades de las sedas.<\/p>\n

Para saber m\u00e1s sobre el tema, se puede leer por ejemplo el art\u00edculo en Investigaci\u00f3n y Ciencia<\/em> \u00abUsos m\u00e9dicos de la seda\u00bb<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Por Gustavo R. Plaza (Universidad Polit\u00e9cnica de Madrid) Las excelentes propiedades de las fibras de seda de ara\u00f1a han hecho que este material sea especialmente conocido y que los avances cient\u00edficos en su estudio tengan una amplia difusi\u00f3n en los medios de comunicaci\u00f3n. El inter\u00e9s se acentu\u00f3 en las \u00faltimas d\u00e9cadas del siglo XX, cuando quedaron bien descritas las propiedades mec\u00e1nicas, que las fibras han adquirido a lo largo de cientos de millones de a\u00f1os de evoluci\u00f3n. En particular, es el material con mayor trabajo hasta rotura por unidad de volumen, por lo cual es id\u00f3neo para absorber energ\u00eda en\u2026<\/p>\n","protected":false},"author":187,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0},"categories":[16826,2468,14000,8263],"tags":[],"blocksy_meta":{"styles_descriptor":{"styles":{"desktop":"","tablet":"","mobile":""},"google_fonts":[],"version":4}},"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/438"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/wp-json\/wp\/v2\/users\/187"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=438"}],"version-history":[{"count":29,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/438\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":447,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/438\/revisions\/447"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=438"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=438"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/ingenieriamateriales\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=438"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}