Uma colaboração entre cientistas da Universidade Tufts (EUA), Imperial College London (Reino Unido) e Universidade de Michigan (EUA) resultou na transformação da seda natural — famosa pela resistência encontrada em casulos e teias de aranha — em um supermaterial. A nova estrutura supera a força do osso humano e se aproxima da rigidez do Kevlar.
O grande diferencial do avanço é a sustentabilidade: o método dispensa o uso de compostos químicos complexos e o alto consumo de energia. Os pesquisadores criaram uma técnica que funde as fibras de seda natural por meio da aplicação controlada de calor e pressão, o que preserva a maior parte de sua resistência original.
Superando os limites dos métodos convencionais
Há anos a engenharia tenta aplicar a seda nas áreas médica e eletrônica por conta de sua biocompatibilidade. Contudo, os processos tradicionais sempre esbarravam em uma limitação: para moldar o material, era necessário dissolver as fibras em proteínas individuais e depois reconstruí-las. Esse método antigo, além de exigir muito tempo, água, energia e produtos químicos, enfraquecia o resultado final.
“O processo antigo quebra as fibras naturais em proteínas individuais de fibroína de seda antes de moldá-las de outra forma, fazendo com que grande parte da força inerente das fibras originais seja perdida”, explicou Chunmei Li, professora assistente de pesquisa na Escola de Engenharia da Tufts, em entrevista ao Earth.com. “Com este novo método, não há necessidade de dissolver a seda – simplesmente alinhamos as fibras e aplicamos calor e pressão, e elas se fundem em uma única etapa.”
Como funciona o processo de fusão
A inovação se baseia na própria estrutura molecular da seda e funciona através das seguintes etapas:
- Preparação: O processo utiliza fibras de seda comerciais extraídas de casulos de mariposas. Primeiro, remove-se a sericina, a camada externa e pegajosa que os insetos usam para construir o casulo.
- Alinhamento e compressão: As fibras limpas são alinhadas e prensadas sob condições estritas de temperatura e pressão.
- O segredo molecular: A seda possui duas regiões proteicas: uma altamente ordenada e cristalina (responsável pela rigidez) e outra flexível e móvel.
David Kaplan, Professor Titular de Engenharia na Tufts, detalha a anatomia do material:
“A seda funciona como um compósito. Existe uma fase mais móvel e amorfa das proteínas da fibra, e outra parte da cadeia proteica que se dobra, formando superfícies semelhantes a folhas que se empilham em estruturas cristalinas. Juntas, elas garantem a força, resistência e flexibilidade da seda. Mas é justamente a parte móvel que viabiliza a fusão sob calor e pressão.”
Para alcançar o ponto perfeito do supermaterial, os cientistas identificaram uma janela ideal de processamento: temperaturas entre 125 °C e 215 °C combinadas a pressões entre 1,9 mil e 9,8 mil atmosferas. Testes fora desses parâmetros mostraram que pressões ou temperaturas mais baixas geravam materiais menos densos, enquanto o calor excessivo tornava a seda quebradiça.
