La força d’un material biològic com la seda de les aranyes rau en la configuració geomètrica específica de les proteïnes estructurals que posseeixen petits conjunts de febles enllaços d’hidrogen funcionant de forma cooperativa per resistir la força i dissipar l’energia, segons han revelat uns investigadors en Enginyeria Civil i Mediambiental.
Aquesta estructura fa que el lleuger material natural sigui tan fort com l’acer, encara que la “goma d’enganxar” dels enllaços d’hidrogen subjacents en la resistència estructural de la seda d’aranya en el nivell molecular és de 100 a 1.000 vegades més feble que la poderosa goma d’enganxar dels enllaços metàl·lics de l’acer o fins i tot del dels enllaços covalents del kevlar(un material usat en armilles antibales).
El nou coneixement de com exactament la configuració d’una proteïna incrementa la força d’un material podria ajudar els enginyers a crear altres de nous que emulin la crucial combinació de pes lleuger i força enorme que té la seda de les aranyes. També podria tenir conseqüències sobre les investigacions sobre el teixit muscular i de les fibres amiloidespresents en el teixit cerebral.
“La nostra esperança és que en comprendre la mecànica dels materials en el nivell atòmic, un dia serem capaços de crear un principi guia que regirà la síntesi dels nous materials”, explica el professor Markus Buehler, investigador principal en l’estudi.
Buehler i Sinan Ketenhan demostrat que els carrassos formats per tres o quatre enllaços d’hidrogen en certs punts de l’estructura són la clau. Això permet a la proteïna resistir una major força quan se li aplica tensió mecànica que si aquests punts tinguessin un o dos enllaços.
A l’utilitzar-ne un o a dos enllaços d’hidrogen en l’estructuració d’una proteïna, aquests li proporcionen molt poca o cap resistència mecànica, perquè són molt febles i es trenquen gairebé sense provocació. Però en utilitzar tres o quatre enllaços s’aconsegueix una resistència que fins i tot supera la de molts metalls. D’altra banda, i encara que resulti estrany, en utilitzar més de quatre enllaços es redueix molt la resistència. La resistència arriba al màxim amb tres o quatre d’ells.
