En la naturaleza abundan numerosos ejemplos de nanocompuestos que convierten a algunos tejidos en materiales ultrarresistentes. Por ejemplo, los que forman las conchas de los abalones, una familia de moluscos gasterópodos parecidos a una oreja humana muy abundantes en América del Sur y Estados Unidos y presentes también en las costas gallegas.
Sin embargo, en cuanto a fortaleza y elasticidad se refiere, no existe un tejido comparable al de la seda de araña, formada por un material con unas propiedades extraordinarias entre ellas, una resistencia superior a la del kevlar, un material sintético ampliamente utilizado en los procesos industriales, por ejemplo, para la fabricación de neumáticos y chalecos antibalas.
La única pega es que se trata de un material extremamente difícil de conseguir… hasta ahora. Un equipo de investigadores chinos han logrado producir este material modificando genéticamente gusanos de seda mediante una nueva técnica de edición genética. El resultado, una seda con características similares a las de los arácnidos.
El equipo de investigadores se basó en el éxito de uno de los mayores productores de fibras naturales del mundo: los gusanos de seda domésticos (Bombyx mori), capaces de producir un material ligero, suave, biodegradable y resistente que puede llegar a medir más de 1.000 metros de largo. Los científicos se plantearon un reto: generar un material tan resistente a la tensión como el nailon y tan duro como los materiales sintéticos más famosos, como puede ser el kevlar.
No es la primera vez que un equipo científico lleva a cabo un experimento parecido. En 2012, un equipo de investigadores estadounidenses publicó un artículo en el que describían cómo habían logrado producir gusanos mediante una técnica de edición genética llamada PiggyBa. Lograron el objetivo, aunque la seda que producían solo contenía entre un 2 y un 3% de seda de araña.
En esta ocasión, los científicos utilizaron una técnica de edición genética denominada “nucleasa de actividad similar a la activación por transcripción”, una enzima empleada para cortar una secuencia genética específica del ADN. Después de realizar el experimento, dejaron que los especímenes de estudio se apareasen, hasta formar una nueva generación de gusanos mutantes que eran capaces de producir un tipo de seda mucho más resistente, según pudieron comprobar al estudiar su estructura química y sus propiedades mecánicas.
Los resultados del estudio demostraron que los gusanos de seda genéticamente modificados mostraron una resistencia de tracción (1.3 MPa), y una extraordinaria tenacidad (300 Mj/m2). En otras palabras, hasta seis veces más tenaz que el kevlar y más de 16 veces más resistente que el nailon, algo que, según se recoge en el texto del estudio, «desafía la noción convencional de que estas propiedades son contradictorias«.
Posibles usos: desde suturas quirúrgicas hasta chalecos antibalas
Junpeng Mi, primer autor del estudio e investigador de la Facultad de Ciencias Biológicas e Ingeniería Médica de la Universidad Donghua de Shanghai, afirma en una nota de prensa que la tela de araña podría ser un recurso estratégico, por lo que debería ser una prioridad a la hora de explorar nuevos materiales.
El científico apunta que el descubrimiento podría tener numerosas utilidades prácticas, entre ellas, aplicaciones médicas, como pueden ser las suturas quirúrgicas, o bien para fabricar tejidos destinados a la confección de prendas especiales que requieran de una resistencia extra, como pueden ser los chalecos antibalas. Además, podría servir de nueva tecnología para la industria aeroespacial, o incluso para la fabricación de fibras naturales extrarresistentes en el campo de la ingeniería biomédica.
“El potencial del empleo de gusanos de seda genéticamente modificados para producir fibra de seda de araña permitiría una comercialización a gran escala y bajo costo”, afirma el científico en un comunicado. He ahí uno de sus puntos fundamentales.
