El futuro de la ropa especial, las armaduras o la biomedicina cabe en una proteína: fabrican con microbios fibras musculares sintéticas más fuertes que el kevlar

Lazos de las zapatillas

Ashutosh Sonwani/Pexels

  • El último hito en la ciencia de materiales es la creación de una fibra muscular sintética más fuerte que el kevlar, con grandes aplicaciones para producir prendas altamente resistentes como cinturones o cordones de zapato. 
  • En lugar de utilizar músculo animal, esta fibra artificial se genera a partir de microbios especialmente diseñados por investigadores de la Escuela de Ingeniería McKelvey de la Universidad de Washington en St. Louis.
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El kevlar se trata de un material increíblemente duro: no en vano esta poliamida sintetizada por primera vez en 1965 por la química polaco-estadounidense Stephanie Kwolek se emplea en el ámbito militar para resistir los impactos de proyectiles y armas de fuego.

Sin embargo, la dureza de este componente ha sido superada por una nueva fibra muscular sintética creada por investigadores de la Escuela de Ingeniería McKelvey de la Universidad de Washington en St. Louis. 

En lugar de proceder de tejido vivo como el músculo de un animal, el material se elabora con microbios, bacterias y proteínas específicamente diseñados para tal fin. 

Fibra muscular

Fuzhong Zhang/McKelvey School of Engineering

En Interesting Ingeneering explican las claves de este proyecto que podría revolucionar la industria textil: su aplicación podría ser la producción de tela resistente para prendas completas, cordones de zapatos o cinturones. 

Los investigadores, que han publicado sus hallazgos esta semana en la revista Nature Communications, investigarán si las fibras pueden soportar más rudeza o caídas que el algodón, la seda, el nailon o el mentado kevlar. 

“Su producción puede ser barata y escalable. Puede permitir muchas aplicaciones en las que la gente había pensado anteriormente, pero con fibras musculares naturales”, celebra Fuzhong Zhang, profesor del Departamento de Energía, Ingeniería Ambiental y Química.

Titina: la proteína más grande de la naturaleza que está detrás de estas fibras

Las fibras parten de una sustancia llamada titina, la proteína más grande que se conoce en la naturaleza, cuya masa molecular es de tres a cuatro millones Da. Según Wikipedia, el gen que la codifica (TTN, con 281 kb) contiene 363 exones, más que ningún otro conocido. 

Esta molécula es uno de los tres componentes proteicos principales del músculo y resulta clave para las destacadas propiedades mecánicas de la fibra. 

Fibra muscular sintética

Nature

Los científicos diseñaron especialmente las bacterias para juntar pequeños segmentos de la proteína en polímeros de peso molecular muy elevado, de alrededor de dos megadaltons de tamaño, lo que equivale a 50 veces el tamaño de una proteína bacteriana promedio.

El siguiente paso fue hilar las proteínas en húmedo para convertirlas en fibras que tenían alrededor de 10 micrones de diámetro, o una décima parte del grosor del cabello humano. Las pruebas de resistencia y durabilidad arrojaron resultados sorprendentes.

Bajo determinadas circunstancias las proteínas fueron potencialmente más fuertes que el kevlar, por lo que servirían para ropa especial, armaduras protectoras o biomedicina, dentro de áreas como la ingeniería de tejidos o la sutura de heridas. 

El equipo ya ha solicitado una patente basada en su investigación. "La belleza del sistema es que es realmente una plataforma que se puede aplicar en cualquier lugar", dice Cameron Sargent, uno de los autores. 

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