Biomaterial de la Universidad de Groningen utiliza polímeros sintéticos similares a proteínas para aumentar la conductividad de protones.

Beneficios

  • Durable
  • Versátil
  • Mayor conductividad

Visa

  • Bioelectrónica
  • Almacenamiento de energía
  • Sensores

Objetivos de desarrollo sostenible de la ONU abordados

  • Objetivo 9: Innovación e infraestructura de la industria

  • Objetivo 12: Producción y Consumo Responsables

El Desafío

Los polímeros sintéticos se pueden encontrar en una variedad de lugares, incluyendo ropa, muebles y plásticos. Aunque son útiles, es un desafío controlar con precisión su estructura molecular. Esta estructura controla muchas propiedades, incluida la capacidad de transportar iones. Si los polímeros sintéticos utilizados como biomateriales pudieran construirse con mayor precisión, el transporte de iones podría optimizarse y el material funcionaría mejor. Los biopolímeros conductores de protones podrían ser muy útiles para aplicaciones como la bioelectrónica o los sensores.

Detalles de la innovación

La mejor manera de ajustar con precisión la conductividad de protones de s es ajustar el número de grupos ionizables por cadena de polímero. Para hacer esto, los investigadores primero prepararon una serie de biopolímeros no estructurados que tenían diferentes números de grupos ionizables (ácido carboxílico). Con la nanoestructura adecuada, las cargas se agruparán y aumentarán la concentración local de estos grupos iónicos, lo que aumenta drásticamente la conductividad de los protones. Resulta que la nanoestructura de la seda de araña es excelente para esta tarea. Los investigadores diseñaron un polímero similar a una proteína que tiene la estructura principal de la seda de araña, pero se modificó para albergar hebras de ácido carbocíclico. El material pudo autoensamblarse a nanoescala de manera similar a la seda de araña mientras creaba grupos densos de grupos cargados, que son muy beneficiosos para la conductividad de protones. La conductividad de protones medida fue más alta que la de cualquier biomaterial conocido anteriormente.

Modelo biologico

La seda de araña es extremadamente fuerte y flexible a pesar de ser un material increíblemente delgado y liviano. Esto se debe en parte a la estructura supramolecular en la que las cadenas están interconectadas para ayudar a proporcionar una alta estabilidad.