Los dientes de calamar ayudaron a crear polímeros para dispositivos de alta tecnología

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Científicos EEUU y Alemania sintetizaron biopolímeros que se encuentran en los dientes de algunas especies de calamares. Los materiales de estas proteínas, obtenidos con la ayuda de bacterias, tenían una alta resistencia, elasticidad, conductividad de protones y capacidad para restaurar una estructura. El artículo fue publicado en Frontiers in Chemistry.

Los dientes que están en las ventosas de los tentáculos ayudan a los calamares a capturar y mantener presas en el agua. Los dientes adquieren fuerza por las particularidades de su estructura y la conformación de las macromoléculas.

Gracias a los bloques de monómeros que difieren en sus propiedades en la macromolécula, la separación de fases se produce a nivel micro (como cuando se mezclan el agua y el aceite), aunque no se produce una separación completa, ya que las partes de la molécula están conectadas entre sí. En su lugar, se forman estructuras supramoleculares periódicas, que imparten propiedades físicas únicas a los materiales de la proteína del diente del calamar.

Imitando a la naturaleza 

Melik Demirel y Abdon Pena-Francesch de la Universidad de Pennsylvania propusieron un método de diseño programado de proteínas con estructura repetitiva; estudiaron sus propiedades y la posibilidad de utilizar materiales funcionales y películas basadas en ellos. Con la ayuda de métodos de ingeniería genética, los autores lograron sintetizar a escala industrial proteínas con las masas moleculares dadas y secuencias de nucleótidos. La expresión de la proteína fue controlada por bacterias modificadas genéticamente, por lo que el producto resultó ser monodisperso y poseía una secuencia de aminoácidos específica.

La estructura segmentada de la molécula de proteína permitió formar una red estable de lámina β, que dio a los materiales una gran resistencia. En estado vítreo, las cadenas amorfas no podrían moverse entre sí debido a los enlaces de hidrógeno. Además, el material tenía elasticidad, la capacidad de curarse a sí mismo y  transferir protones. Dependiendo de la estructura de la molécula, las propiedades ópticas y térmicas cambiaron. Programando el curso de la síntesis de estas proteínas es posible obtener sustancias con las propiedades necesarias para ciertas tareas.

En forma de películas y recubrimientos, estos biopolímeros se pueden usar en la administración de medicamentos, para proteger tejidos del daño mecánico con la restauración de su estructura original. Los nanomateriales de estas proteínas, según los autores, son eficaces como biosensores blandos.

En el campo de los materiales compuestos de óxido de grafeno, el uso de biopolímeros programables se está expandiendo para crear dispositivos de almacenamiento de alta tecnología para memoria y sensores. Y a diferencia de los polímeros sintéticos, los biopolímeros no contaminan el medio ambiente y pueden ser una excelente alternativa a los plásticos.

Los científicos dicen que estas proteínas también pueden usarse incluso en medicina, debido a su capacidad para apoyar el crecimiento celular.
 

María Cervantes 
Esta noticia ha sido publicada originalmente en 
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