A seda natural, conhecida por ser a matéria-prima de teias de aranha e casulos de bicho-da-seda, foi transformada em um material avançado por pesquisadores da Universidade Tufts, do Imperial College London e da Universidade de Michigan. Este novo desenvolvimento supera a resistência do osso humano e apresenta resistência balística comparável ao Kevlar, com potencial de aplicação em medicina e tecnologia de comunicação.
O método utilizado para criar esse material inovador não requer solventes químicos agressivos nem alto consumo de energia, o que era um limite anterior para o uso da seda na engenharia. Em vez de dissolver e reconstruir as fibras, que enfraquece a estrutura original, os cientistas aplicaram apenas calor e pressão controlados para fundir os filamentos em uma peça sólida e altamente resistente.
O processo começa com fibras comerciais de seda de casulos de mariposa, onde a sericina, o revestimento pegajoso natural, é removida. As fibras são então alinhadas e comprimidas a temperaturas entre 125 °C e 215 °C, sob pressões que variam de 1,9 mil a 9,8 mil atmosferas, como detalhou o Olhar Digital.
A professora assistente de pesquisa na Escola de Engenharia da Tufts, Chunmei Li, ressaltou a importância de preservar a arquitetura interna da seda. “Com este novo método, não há necessidade de dissolver a seda – simplesmente alinhamos as fibras e aplicamos calor e pressão, e elas se fundem em uma etapa”, disse ela.
A estrutura molecular da seda é composta por regiões cristalinas, que conferem rigidez, e zonas amorfas e flexíveis, responsáveis pela fusão sob o efeito do calor. David Kaplan, Professor Titular da Família Stern de Engenharia na Tufts, comparou o material a um compósito natural onde a parte móvel da proteína permite a união das fibras sem perder a força.
O resultado é um bloco com organização interna semelhante à da madeira, capaz de transferir tensão com eficiência e superar madeira, osso e até plásticos de engenharia em resistência à tração. Nos testes balísticos, o material de seda apresentou desempenho comparável aos compósitos de fibra de carbono usados em aeronaves e carros de corrida.
A equipe também descobriu que a seda fundida pode polarizar radiação terahertz, uma faixa do espectro entre o infravermelho e as micro-ondas, com aplicações em scanners de segurança e imagem médica. Cientistas da Universidade de Michigan acreditam que o material pode integrar futuros sistemas de comunicação sem fio 6G, melhorando a velocidade de transmissão de dados em relação ao 5G.
Testes de biocompatibilidade realizados em animais mostraram que o supermaterial provoca apenas respostas imunes leves e que sua taxa de degradação pode ser controlada pela densidade de fusão. Versões menos densas permitem a entrada de células e a degradação gradual, enquanto as mais densas permanecem estáveis por longos períodos, uma característica valiosa para a medicina regenerativa.
A flexibilidade no controle da degradação torna o material candidato a dispositivos temporários de reparo de tecidos e também a implantes duradouros, como placas e parafusos para fixação de fraturas ósseas. Li destacou que a resistência alcançada viabiliza suportes estruturais que podem substituir componentes metálicos em cirurgias ortopédicas.
O estudo completo foi publicado no periódico Nature Sustainability.
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