10 de enero de 2017

La naturaleza como modelo: seda de araña artificial para textiles

Biosteel, fibra biónica de alto desempeño

Robusta, elástica y resistente: Debido a sus propiedades especiales, la seda de araña es un material que es igualmente interesante para los biólogos y desarrolladores de productos. Una empresa alemana ha logrado hacer la fibra artificialmente. Con el nombre de "Biosteel" está destinado a ser utilizado en textiles de alta tecnología, por ejemplo para el deporte, la medicina y el ejército.

Las arañas son especialistas en seda. Cada uno de más de 41.000 especies tiene su propio conjunto de hilos de seda disponibles. La seda de la araña puede ser más sólida que el acero y elástica como el caucho. Son completamente reciclables, ligeros y resistentes al agua, pero tienen una alta capacidad de absorción de agua reversible.

Enhebrado sofisticado: Biosteel es la primera fibra biónica de alto rendimiento basada en la naturaleza. Se utiliza sobre todo en el sector textil (© AMSilk)

Las fibras se producen por medio de un proceso de hilado escalable (© AMSilk) 

Al igual que su modelo natural, la seda de araña artificial es robusta, elástica y elástica (© AMSilk) 

Con la nueva Biotela Futurecraft, se ha logrado por primera vez producir productos comercializables y funcionales con moléculas de seda producidas biotecnológicamente (© Adidas)

Dado que las arañas no son adecuadas como animales reproductores, una producción industrial de tales hilos no fue posible durante mucho tiempo. Por lo tanto, se han hecho esfuerzos desde los años 80 para incorporar la información hereditaria de la seda de la araña en microorganismos producibles industrialmente tales como levaduras o bacterias, produciendo así biotecnología de proteínas de seda de araña.

La forma en que las arañas construyen sus redes también fue fascinante para el Profesor Thomas Scheibel, director de la Cátedra de Biomateriales de la Universidad de Bayreuth y fundador de AMSilk GmbH en Planegg cerca de Munich. El bioquímico tenía el hábito de investigar y de imitar técnicamente los procesos químicos y mecánicos que ocurren durante la producción de los hilos de seda, con éxito. El equipo de Scheibel, junto con los grupos de trabajo del profesor de TUM, Andreas Bausch y Horst Kessler del Instituto de Estudios Avanzados de TUM, logró por primera vez en 2008 construir un canal de hilado artificial.

Dos años después, los científicos descifraron la base molecular de la producción de hilos en la glándula giratoria. Y en 2011 fueron finalmente capaces de mostrar los mecanismos en los que se basa la enorme fuerza del hilo de seda de araña. La primera fibra de seda artificial del mundo la introdujo finalmente en 2013 bajo el nombre de "Biosteel". Para su investigación sobre la producción biotecnológica y la caracterización, Scheibel recibió el Dechema Prize 2013 de la Fundación de Investigación Max Buchner.

El nombre es el programa
Las fibras de biosteel se producen por medio de un proceso de hilatura escalable. Según AMSilk, la fibra biónica de alto rendimiento es completamente biodegradable. Además, las fibras, similares a la lana, son capaces de absorber y transportar la humedad, tienen propiedades antimicrobianas, son robustas y amigables con la piel.

La fibra es hasta un 15% más ligera que las fibras sintéticas convencionales y según el fabricante el material natural más fuerte, hasta ahora disponible. Debe ser 25 veces más fuerte que un alambre de acero comparable. Según los investigadores, se pueden teñir con técnicas de coloración estándar. En cuanto a su resistencia a la tracción, los hilos artificiales son comparables con la seda de araña natural y los hilos de la cinta de seda; Pero su resiliencia es dos veces más alta.

Instituto Hohenstein y Fresenius confirman la sostenibilidad
A mediados de noviembre, la compañía logró, según su propia declaración, otro hito importante. Dos instalaciones de investigación confirmaron de forma independiente la sostenibilidad de las fibras de biosteel.

La fibra fue certificada por el Instituto Hohenstein de acuerdo con OEKO-TEX Standard 100 (confianza textil) para producto clase 1. Este es el estándar más alto para las aplicaciones textiles. Los textiles que reciben este certificado están probados para la detección de sustancias nocivas y la seguridad del producto, y en el caso de producto clase 1 también es adecuado para bebés y niños pequeños menores de tres años sin restricciones.

El Instituto SGS Fresenius también confirmó la biodegradabilidad. En este caso, el material de seda se sometió a un ensayo estándar de biodegradabilidad de acuerdo con la norma 301B de la OCDE. Como resultado, la seda debe ser definida como "fácilmente biodegradable".

Adidas ya ha entrado en la red
De la impresión 3D a los residuos del mar, Adidas AG, Herzogenaurach, ha demostrado a menudo que está feliz de encontrar nuevas formas en la producción de calzado. En la conferencia de Biofabricate en Nueva York, el fabricante de artículos deportivos presentó el primer zapato de alto desempeño en el mundo fabricado con fibras de biosteel a mediados de noviembre. El material superior del calzado de Biotela Futurecraft consiste en 100% de seda artificial.

No se sabe cuando las zapatillas estarán en las tiendas. Todavía los zapatos son prototipos puros. Como parte de su asociación, ambas compañías continuarán explorando cómo las fibras del biosteel se pueden utilizar en una escala más grande.

Melanie Ehrhardt, editor
Kunststoffe International
14 Diciembre 2016

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