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Reciclar la lana de angora para conseguir un material “con memoria”

Investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas (SEAS) de la Universidad de Harvard han desarrollado un nuevo material a partir de la queratina que puede imprimirse en 3D y que puede cambiar de forma según el estímulo que se aplique. Economía circular e innovación se dan la mano

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Como sabe cualquier persona que alguna vez se haya alisado el pelo, el agua es su peor enemigo. Por mucho esfuerzo y dedicación que se haya puesto en alisar la melena, en el momento en que la toque el agua los rizos volverán a aparecer. ¿Por qué? Porque el cabello tiene “memoria de forma”. Es decir, sus propiedades materiales le permiten cambiar de forma en respuesta a ciertos estímulos y recuperar después su forma original.

¿Y si pudiera conseguirse este mismo efecto con otros materiales? Imagínese una camiseta con rejillas de ventilación que se abren cuando se exponen a la humedad y se cierran cuando están secas. O ropa de talla única que se estira o encoge según las medidas de una persona. Pues en Harvard lo han conseguido. 

Investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas (SEAS) de Harvard han desarrollado un material biocompatible que puede imprimirse en 3D en cualquier forma y preprogramarse con memoria de forma reversible. El material está elaborado con queratina, una proteína fibrosa que se encuentra en el cabello, las uñas y las conchas. En este caso los investigadores consiguieron la queratina de restos de lana angora. La investigación se publica en Nature Materials.

Reducir, reciclar y reutilizar

"Con este proyecto, hemos demostrado que no solo podemos reciclar lana, sino que podemos construir cosas con lana reciclada que nunca antes se habían imaginado", asegura Kit Parker miembro del equipo investigador.

Para extraer la queratina de los textiles desechados el equipo utilizó una combinación de soluciones de bromuro de litio y ditiotreitol (DTT). El siguiente paso fue extruir el material resultante para convertirlo en un hidrogel imprimible.

Después con una mezcla de peróxido de hidrógeno y fosfato monosódico se le dio forma al diseño que se quería conseguir. Un diseño que el nuevo material “recordará”. Los prototipos se sumergieron en agua y el material se volvió maleable, es decir, se podían estirar o aplanar. Una vez secos, los prototipos recordaron su forma original y volvieron a sus formas preprogramadas.

Esto es posible gracias a la “estructura jerárquica de la queratina”, señalan los investigadores. “Una sola cadena de queratina está dispuesta en una estructura similar a un resorte conocida como hélice alfa. Dos de estas cadenas se retuercen juntas para formar una estructura conocida como bobina enrollada. Muchas de estas bobinas enrolladas se ensamblan en protofilamentos y, finalmente, en fibras grandes. La organización de la hélice alfa y los enlaces químicos conectivos le dan al material tanto resistencia como memoria de forma”. 

Cuando una fibra se estira o se expone a un estímulo particular, las estructuras en forma de resorte se desenrollan. La fibra permanece en esa posición hasta que se activa para volver a enrollarse en su forma original.

Para Kit Parker, "con la proteína de queratina reciclada, podemos hacer tanto, o más, de lo que se ha hecho esquilando animales hasta la fecha y, al hacerlo, reducir el impacto ambiental de la industria textil y de la moda”. Innovación y economía circular para ayudar a la industria textil.