LA SEDA ARTIFICIAL DE ARAÑA Y EL PEGAMENTO MOLECULAR

En esta segunda entrada os voy a hablar sobre dos nuevos materiales que son la seda artificial de araña y el pegamento molecular que podrían llegar a cambiar el mundo.





LA SEDA ARTIFICIAL DE ARAÑA

¿Qué es?

La seda artificial de araña es uno de los materiales más valorados de la naturaleza, ya que es caro y muy complejo de fabricar en grandes cantidades. Desde hace mucho tiempo, estudiosos de todo el mundo se han sorprendido con las propiedad que contiene la seda y que procede de las arañas, propiedades como:

-Más dura que el kevlar( resistente con mecanización muy difícil).

- Fuerte como el acero.

-Tiene la posibilidad de ser estirada un 40% su tamaño original.

- Muy elástica



Fibra de seda artificial de araña.



En conclusión es una fibra tan poderosa que no solo sirve para capturar presa sino que puede servir como una tela muy resistente.


¿ Cómo se produce?
Sacar un hilo de un arácnido es una labor muy lenta y ardua teniendo en cuenta que no puede haber muchas arañas juntas ya que se pueden acabar matando.

 Una "start-up" japonesa ( compañia de arranque, compañia incipiente) llamada Spiber( mezcla se spider-araña y fiber-fibra) ha dado con una nueva forma de producirla sinteticamente, ha logrado descifrar el gen responsable de descifrar la fibroina (más adelante diré que es) yde esta manera ha creado seda con las mismas propiedas que la natural ya que con un solo gramo de fibroina se pueden producir 8 kilomentros de seda.

La empresa tiene como proposito producir 100 kilos al mes y espera fabricar más de 10 toneladas de aquí a 2015.

 Spiber señala que también necesita experimentar con diferentes formas de tratar el hilo para protegerlo del medio ambiente, incluido revestirlo con resina. Como toda materia orgánica, su hilo con el tiempo se rompe.

La compañia denimino al producto "QMONOS" que significa araña en japonés.







Compañia Spieber



Vestido creado a partir de la seda artificial (muy caro y resistente)



¿Qué es la fibroina?

La fibroina es un tipo de proteina de carácter fibroso producidas por algunos artrópodos, por gusanos de seda o por arañas durante la segregación del hilo. Este hili está compuesto por dos proteinas; la sericina y la propia fibroina. La fibroina es el centro estructural de la seda y la sericina es el material pegajoso que lo rodea.



La fibroina vista con un microscopio





EL PEGAMENTO MOLECULAR



¿Qué es?
 Es un pegamento capaz de unir objetos a nivel molecular. Es un pegamento molecular obtenido gracias a la bacteria Streptococcus pyogenes( de la que hablaré más tarde) que es capaz de desintegrar y digerir carne. Los investigadores partieron de una proteina de esta bacteria por lo que lograron desarrollar un pegamento que es capz de unir las moleculas con sustancias que contienen proteinas correctas. El trabajo de los científicos es crear proteínas para desarrollar una gran cantidad de pegamentos moleculares.


Foto del pegamento



 El uso de este tipo de pegamentos superfuertes ha hace que haya que tener mucho cuidado, ya que no se puede dejar en cualquier sitio o apoyarle en sitios inconvenientos , ya que puede causar daños, teniendo en cuenta que está basada en una proteina que se obtiene de una bacteria virulenta.
Pero el uso de este pegamento es muy util en diferentes campos.

La proteina por la que esta formada el pegamento forma enlaces covalentes muy fuertes entre si rapidamente y los cientificos han dividido la proteina en dos, que al juntarse forman una unión dificilísimo de separar.
Otra ventaja es que la unión se forma en muy pocos minutos sin tener en cuenta la acidez o la temperatura que haya en el entorno.

 Con el paso del tiempo oiremos más noticias de este superpegamento ya que permitirá grandes avances en la investigación molecular y en la ingienería y usos cotidianos.







Foto de las moleculas que forman el pegamento.




La bacteria Streptococcus pyogenes

Es una bacteria que crece en cadenas largas. Origina diversos tipos de enfermedades supurativos y no supurativas, aunque es mas frecuente que cause la faringitis bacteriana.

La mala fama de estos microorganismos se debe a las enfermedades mortales que ha provocado debido a que son comedoras de carne como he nombrado anteriormente.

Esta bacteria puede ser encapsulada y es un microorganismo no esporulado (no produce esporas).

Bacteria Streptococcus pyogenes



Consecuencias de esta bacteria






BIBLIOGRAFÍA
http://es.wikipedia.org/wiki/Fibro%C3%ADna

http://es.gizmodo.com/6-nuevos-materiales-artificiales-que-cambiaran-el-futur-1277638271

http://www.emol.com/noticias/tecnologia/2013/07/12/608814/empresa-japonesa-dice-haber-encontrado-una-manera-de-producir-seda-de-arana-artificial.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Streptococcus_pyogenes

http://online.wsj.com/article/SB10001424127887323848804578605812481468332.html

MATERIALES COMPUESTOS

¿Qué sabemos de los materiales compuestos?

DEFINICIÓN

Debemos saber que los materiales compuestos están formados por mezclas de dos o más componentes, donde uno tiene la misión de reforzar a los  otros y asi obtener nuevos materiales con unas propiedades mejoradas a las que tenían por separado.

Estos compuestos pueden seleccionarse para lograr combinaciones poco usuales de rigidez, resistencia, peso, rendimiento a alta temperatura, resistencia a la corrosión, dureza o conductividad.

Algunas de sus características son:

 -Sus componentes son distinguibles físicamente y separables mecánicamente.

- Sus propiedades mecánicas son superiores a la suma de las propiedades de todos sus componentes, a lo que se denomina sinergia(que quiere decir “trabajando en conjunto” cuyo creador fue estadounidense Richard Buckminster Fuller, que fue un diseñador, arquitecto, visionario e inventor.)

-Presentan varias fases químicamente distintas,  insolubles entre sí y separadas por una interfase.

-También hay que decir que los materiales polifásicos como las alineaciones metálicos no son materiales compuestos.

-Estos materiales nacen de la necesidad de obtener materiales que combinen las propiedades de los cerámicos, los plásticos y los metales.

ESTRUCTURA

Agente reforzante: su geometría es fundamental a la hora de definir las propiedades mecánicas del material.
Fase matriz: responsable de las propiedades físicas y químicas. También lo protege y da cohesión al material.

CALIFICACIÓN

Según las propiedades que lo definen, se pueden dividir en tres grandes grupos:

Reforzados con partículas:

-La fase es dura y estable.

-El agente tiene que tener propiedades físicas óptimas.

-Deben unirse perfectamente el agente y la fase.-Su resistencia disminuye con el aumento de la temperatura.

 Reforzados con fibras:

-Un componente suele ser un agente como una fibra fuerte que proporciona al material su fuerza.

- El matriz contiene resina que liga y envuelve las fibras y transfiere la carga de las fibras rotas a las nuevas.

-Las fibras sirven para resistir la tracción.

-La matriz sirve para resistir las deformaciones.

-Y el resto de elementos sirven para resistir la comprensión.

Estructurales:

-Formados por compuestos y por materiales sencillos y las propiedades dependen de su geometría y diseño.

- Los laminares están formadas por paneles unidos entre si por algún tipo de adhesivo.

- Los paneles sandwich consisten en dos láminas exteriores de elevada dureza y resistencia separadas por un material menos denso y menos resistente

 

                Laminares                                               Paneles sándwich

Materiales compuestos aplicados a la industria aeronáutica

Me gustaría relacionar el tema del que estoy hablando con las industrias aeronáuticas, ya que se utiliza mucho en este ámbito.

Durante la década de 1970 y 1980, la industria aeronáutica no tenían en cuenta los materiales compuestos para la creación de los componentes de los aviones.

Poco a poco los materiales compuestos han ido adquiriendo  importancia, y como consecuencia de esto, la industria aeronáutica ha incrementado su capacidad productividad, pero en contraposición la industria de aleaciones de aluminio ha disminuido.

Los materiales compuestos han alcanzado el máximo nivel de utilización en este tipo de industria y sin estos materiales los aviones estarían volando con “una ala rota”.

Materiales compuestos mas usados en aviones:

-Fibra de vidrio: fabricada a partir de fibras de vidrio incrustadas en una matriz de resina, se utilizó primero en gran medida para barcos y automóviles en la década de 1950 construcción En 2010, los ingenieros aún utilizan fibra de vidrio en la construcción de aviones, tanto como en la construcción de alas de avión.

-Fibra de carbón: Este compuesto, hecho de átomos de carbono y una matriz de epoxi, tiene un gran valor debido a su peso ligero. La fibra de carbono también proporciona resistencia al calor y por lo tanto es útil para naves espaciales y aviones militares

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 Aluminio: La aleación de aluminio-titanio difiere de un compuesto, pero resulta igualmente valioso como un material de construcción aeroespacial. La aleación de aluminio-titanio ofrece un peso ligero, de acero como opción en la construcción aviación/aeroespacial.

 

Aquí os dejo un video sobre la creación de un avión a través de materiales compuestos:

http://www.youtube.com/watch?v=jlPKyOx862M

BIBLIOGRAFÍA

http://www.urjc.es/fundacion/cursos_verano/ponencias/josesanchez.pdf

http://es.wikipedia.org/wiki/Material_compuesto

http://www.ehowenespanol.com/materiales-compuestos-utilizados-sector-aeroespacial-lista_147593/

FDO: RODRIGO ANTONA Nº1 1ºB BACH