domingo, 10 de junio de 2012

La Fabulosa tela de Araña

Una araña Nephila clavipes. (Foto: Jeff Yarger/Argonne National Laboratory)

Las redes que tejen las arañas son mucho más complejas de lo que se creía hasta ahora. La seda de araña es un material insólito en muchos aspectos, y el sueño de muchos ingenieros y científicos de los materiales que es poder algún día producir una versión sintética idéntica o disponer a su antojo del material para fabricar estructuras dignas de la ciencia-ficción.


Este mayor grado de complejidad ahora descubierto está en la escala nanométrica.

Usando rayos X de alta energía generados por el APS (Advanced Photon Source), del Laboratorio Nacional estadounidense de Argonne, en Illinois, el equipo de Jeffery Yarger, de la Universidad Estatal de Arizona, examinó detalladamente la estructura nanométrica de la seda del hilo de seguridad de las arañas tejedoras, conocida también como "seda Dragline". Éste es el hilo que les permite descolgarse precipitadamente de ramas y marcos de ventanas huyendo así de peligros pero al mismo tiempo evitando caerse descontroladamente.


El núcleo interno de la seda del hilo de seguridad está compuesto por un conjunto de fibras diminutas llamadas fibrillas, que, a escala atómica, se organizan en dos regiones distintas. La increíble fortaleza del material es proporcionada por retículas cristalinas que componen cerca del 10 por ciento del tejido, mientras que su elasticidad es aportada por las regiones amorfas que componen el 90 por ciento restante.

Chris Benmore, experto en rayos X del citado laboratorio de Argonne, realizó un experimento para estudiar la estructura nanocristalina de este tipo de seda de araña. Los estudios previos sobre seda de araña se centraron en las regiones cristalinas debido a que obtener imágenes de sus estructuras era más fácil. En el nuevo estudio, la atención se dedicó a obtener una buena imagen de las zonas amorfas, algo que necesita de una máquina como el APS.

A diferencia de las zonas cristalinas, que tienden a organizarse en patrones predecibles y repetitivos, los átomos en las partes amorfas de la seda del hilo de seguridad pierden su organización cuando se mira en la escala de un nanómetro aproximadamente.

Yarger y Benmore esperan que al obtener una mejor imagen de la relación entre la estructura amorfa y la cristalina de sedas naturales puedan sentar las bases para un mejor conjunto de modelos y simulaciones que podrían mejorar la fabricación de toda una clase de materiales sintéticos.

La producción artificial de seda de araña es el objetivo final del estudio, y el colaborador Randall Lewis de la Universidad Estatal de Utah recientemente ha logrado tener éxito en este frente usando técnicas de resonancia magnética nuclear y rayos X combinadas con pruebas mecánicas. Lewis descubrió que la seda sintética se parecía mucho más a las fibras naturales después de un tratamiento con agua.

Aún hay que investigar más, pero cada vez es más corto el camino a recorrer hacia la capacidad de crear seda de araña sintética idéntica a la natural, y poseer así lo que algunos han llamado, en referencia a ciertas aplicaciones prácticas, el Santo Grial de la ciencia de los materiales.

Fuente: ncyt