Nella tela del ragno

Carissimi amici nerd, uno dei nostri miti è sicuramente Peter Parker, meglio noto come l'Uomo Ragno. Ragazzino inteliggente, quasi geniale, venne punto da un ragno radiattivo ottenendone le caratteristiche, ma proporzionate ad un uomo. Una delle prime cose che il ragazzo pensò bene di fare fu cercare di realizzare una sostanza in grado di riprodurre le proprietà della tela di un ragno, in maniera da sostenerlo durante i suoi volteggi tra i palazzi di New York. In effetti, fin dagli anni Sessanta, quando il supereroe fu creato da Stan Lee e Steve Ditko, si sapeva che la seta prodotta dai ragni è più resistente dell'acciacio, ma oggi, dopo quaranta anni dagli esperimenti casalinghi di Peter, un gruppo di fisici tedeschi ha scoperto che può essere anche più forte aggiungendo piccole quantità di metallo.
La scoperta potrebbe aiutare i ricercatori a comprendere perché alcune strutture biologiche che contengono metalli, come mascelle e pungiglioni, sono così forti. Potrebbe anche condurre a nuovi processi per realizzare materiali naturali e artificiali più resistenti.
La seta del ragno è un polimero fatto con piccoli strati cristallini di proteine legate una con l'altra da reticoli amorfi di aminoacidi. I ragni producono differenti tipi di seta, ma Mato Knez e colleghi del Max Planck Institute of Microstructure Physics e dell'Università Martin Luther, hanno studiato un tipo particolare di tela, fatta di un materiale non appiccicoso che i ragni utilizzano per rinforzare e appendere le loro ragnatele.
Il gruppo ha iniziato raccogliendo la seta da ragni vivi che hanno catturato in un giardino vicino. Le corte fibre di seta sono state attaccate a un fermaglio e fatte seccare in una camera di vuoto che i ricercatori normalmente utilizzano per gli esperimenti di deposito su reticoli atomici.
Le fibre sono poi state esposte a vapore metallico seguito da vapore acqueo: il processo è stato ripetuto circa un centinaio di volte. Tra ogni ciclo, i ricercatori hanno tirato alcune delle fibre, misurando lo sforzo e la tensione fino alla rottura. Tali dati sono stati utilizzati per derivare la resistenza delle fibre.
L'esperimento è stato ripetuto utilizzando vapori contenendi tre differenti materiali: diethylzinc, trimethlyaluminium, e titanium isopropoxide. Il gruppo ha scoperto che la seta trattata con il metallo poteva essere otto volte più resistente del materiale non trattato: i risultati migliori si sono ottenuti con il titanio.
Knez e colleghi hanno anche esaminato la seta trattata con i raggi X e con la risonanza magnetica per cercare di comprendere dove i metali assorbiti si andavano a posizionare e perché rendevano il materiale più resistente. In ogni caso hanno scoperto che i metalli migravano nella maggior parte delle fibre.

Assumiamo che il metallo, dopo aver infiltrato la seta, si lega o crea una connessione con le proteine con un legame covalente o coordinato

spiega Knez. Il gruppo ha anche trovato che la proteina si restringe dopo l'infiltrazione, mentre la regione amorfa diventa più grande, che Knez crede possa essere legato alla resistenza. Comunque, dice che uno studio più approfondito è necessario per comprendere questi processi e descrivere con maggior dettaglio il processo di resistenza.
Il gruppo crede che la loro tecnica possa essere utilizzata per rinforzare biomateriali come le tele usate nella tessitura.

Potrebbe funzionare anche con i materiali artificiali

aggiungono.
I ricercatori hanno già mostrato che il collagene trovato nel guscio delle uova può essere rinforzato utilizzando la loro tecnica, ma non quanto la tela del ragno. Al momento stanno canducendo studi simili su altri biomateriali e polimeri.
E così, tra non molto, saremo tutti... in the web of spider!

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(da Metals toughen spider's silk)