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Nanoglue se pega bajo el agua
Los vendajes pueden permanecer colocados incluso después de nadar, gracias a un nuevo adhesivo desarrollado por investigadores de la Universidad Northwestern. El pegamento no solo funciona bien en superficies mojadas, sino que también se puede quitar y reutilizar más de mil veces.
Pegamento subacuático: Los investigadores, inspirados por las habilidades de pegado del gecko y el mejillón, han creado un nuevo tipo de pegamento que permanece pegajoso en superficies mojadas.
El nanoglue está hecho de pilares de silicona de 400 nanómetros de ancho cubiertos con un polímero que imita las proteínas adhesivas que se encuentran en los mejillones. Además de los vendajes, el nuevo material podría usarse en parches de administración de medicamentos y en cintas adhesivas para cerrar heridas quirúrgicas, dice Phillip Messersmith , profesor de ingeniería biomédica en la Universidad Northwestern, que informó sobre el pegamento en Naturaleza esta semana.
Muchos investigadores están trabajando en pegamentos que imitan las diminutas estructuras parecidas a pelos en las patas de los geckos, que le dan al lagarto la capacidad de correr por las paredes y a través del techo, e incluso colgarse de un dedo del pie. Los pilares de nanotubos de carbono han dado lugar a una de las cintas de gecko más fuertes hasta ahora, pero los adhesivos, al igual que los pies de un gecko, pierden su agarre en superficies mojadas. (Consulte Rocódromos con nanotubos de carbono). Ali Dhinojwala , profesor de ciencia de polímeros en la Universidad de Akron, que desarrolló la cinta gecko hecha de nanotubos de carbono, dice que los pilares, que tienen miles de nanómetros de altura, simplemente colapsan en el agua debido a la presión.
El nuevo adhesivo se basa en un diseño de pilar similar, pero funciona mejor bajo el agua por dos razones. Messersmith y sus colegas acortan los pilares para que no se derrumben. Y recubren los nanopilares con una fina capa de un polímero que imita la proteína adhesiva extremadamente fuerte de un mejillón. El resultado es un pegamento que permanece adherido a las superficies húmedas tan bien como un gecko o una nota adhesiva se adhiere a las superficies secas.
En este momento, el material cubre hasta dos milímetros cuadrados. El mayor desafío para hacer que el adhesivo sea práctico será crear franjas más grandes. Para hacer de este un adhesivo viable, debe poder hacer yardas cuadradas, no solo unos pocos milímetros, dice Messersmith.
En áreas más grandes, se vuelve más difícil lograr que cada pilar se adhiera a una superficie, según Metin Sitti , profesor de ingeniería mecánica en la Universidad Carnegie Mellon que trabaja en adhesivos similares. Los pilares cortos del nuevo material hacen que el problema sea especialmente difícil. Si la superficie es más rugosa que la altura del pilar, la mayoría de ellos estarán en el aire, por lo que debes presionar mucho hacia abajo, dice Sitti.
A diferencia de los diseños anteriores de pilares de plástico y nanotubos de carbono, el nuevo material no depende de las fuerzas físicas de van der Waals. En cambio, se basa en la interacción química de la superficie con los grupos hidroxi químicos en la proteína sintética del mejillón. Debido a esto, Dhinojwala dice que es posible que el pegamento no se adhiera a todos los tipos de superficies.
Pero Messersmith cree que el pegamento resultará versátil. Estos grupos [hidroxi] funcionales tienen la capacidad de adherirse a una variedad de superficies, dice. Hasta ahora, los investigadores han probado el pegamento en nitruro de silicio, óxido de titanio y oro, todos los cuales se utilizan en electrónica. Pero si el pegamento se va a utilizar en vendajes y esparadrapo, deberá adherirse a la piel. Los investigadores han probado otras proteínas sintéticas inspiradas en el mejillón que tienen grupos químicos similares y han descubierto que son adhesivas al tejido biológico. Los mejillones pueden adherirse a cualquier cosa, dice Messersmith. Se adhieren a un trozo de madera, que es orgánico. También se adhieren a la piel de las ballenas.