Fonte: Sci-X
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Ricercatori descrivono, alla “Frontiers in Optics 2012” come utilizzare la seta naturale per ottica impiantabile, laser compostabili e microfibre integrate in chip fotonici
Fisici stanno utilizzando i fili della tela di ragno per convogliare la luce. Una nuova ricerca dimostra che la seta naturale potrebbe essere un’alternativa ecologica ai modi più tradizionali di manipolazione dellaluce, come ad esempio attraverso un vetro o cavi in fibra ottica di plastica. Due team, che esplorano,separatamente, i possibili utilizzi delle proprietà fotoniche del materiale seta di ragno, presenteranno le loro ultime scoperte presso l’Annual Meeting, Frontiers in Optics (FIO) 2012 dell’Optical Society (OSA), che si terrà in ottobre a Rochester,nello stato di New York.
L’ingegnere biomedico Fiorenzo Omenetto, della Tufts University di Boston, discuterà il lavoro del suo gruppo relativo alla fabbricazione di miscugli di proteine, che fanno uso delle proprietà ottiche della seta, per sensori impiantabili e altre interfacce di tecnologia biologica.
Nolwenn Huby, fisico dell’Istituto di Fisica del CNRS di Rennes (Francia), parlerà dell’uso, da parte del suo team, di seta naturale di ragno, purissima, per guidare la luce nei chip fotonici, tecnologia che potrebbe far nascere biosensori a base di seta e dispositivi di imaging medica per esplorazioni all’interno del corpo.
Come è noto,la seta di ragno è un materiale ricco di proprietà: è estremamente forte ed elastica, è biocompatibile, biodegradabile, finissima. La scoperta più recente è che la seta è anche un mezzo perla manipolazione della luce, la quale può viaggiare attraverso la seta, quasi con la stessa facilità con cui scorre attraverso le fibre di vetro.
Plastiche a base di seta, per dispositivi impiantabili. Nei loro sforzi per sfruttare le caratteristiche migliori della seta, il team di Omenetto sta sviluppando materiali a base di seta, che assomigliano a plastica, ma mantengono le proprietà ottiche della seta incontaminata. Uno dei vantaggi di questi materiali è che possono degradare ed essere riassorbiti dal corpo dei mammiferi. Un sensore o un ago fatto di proteina di seta potrebbe essere impiantato, nel moncone di un osso fratturato, per esempio, per monitorare la guarigione e semplicemente poi lasciarlo dissolvere nel corpo.
Il team di Omenettto ha anche recentemente vinto un premio INSPIRE dalla National Science Foundation per la creazione di comonenti elettronici che sono compostabili. Ha sviluppato e testato un laser blu, fatto di materiali di fibra dopata, di seta, che è biodegradabile e usa meno energia, rispetto ai materiali acrilici che sono comunemente usati. Sta anche studiando la possibilità di usare seta per integrare un componente tecnologico con il tessuto vivo del corpo. Omenetto spera di riuscire a portare a livello di industrializzazione e quindi in commercio alcuni dei suoi dispositivi tra 5 e max 10 anni.
L’altro team, quello di Huby, sta sperimentando la seta pura di ragno come elemento relativamente economico ,ma ecologico per manipolare la luce all'interno chip fotonici. Come una guida di luce, la seta funziona in modo analogo alle microfibre di vetro più comunemente usate, conducono la luce all'interno di un chip. Una particolarità vantaggiosa è che la seta esce dal ragno pronto all'uso, mentre le microfibre di vetro devono essere riscaldate a livelli elevati lavorate accuratamente, con un procedimento costoso. La seta della scienziata Huby è raccolta da un gruppo di esperti di spettroscopia molecolare, guidato da Michel Pézolet dell'Université Laval nel Quebec, poi viene integrata in circuiti in laboratorio dal suo team a Rennes.
Integrando la seta di ragno in un microchip, i ricercatori hanno scoperto che la seta poteva non solo propagare la luce, ma poteva anche dirigerla o accoppiarla, nel chip, ai componenti. Huby auspica che la tecnologia possa essere utilizzata per creare biosensori in grado di rilevare la presenza di una molecola o l'attività di una proteina. Ad esempio, quando onde di luce passano attraverso un campione di sangue, le molecole cambierebbero le proprietà dell'onda luminosa in un modo osservabile.
Il passo successivo per il team di Huby, lei dice, è quello di vedere ciò che i biologi e medici hanno bisogno e quindi creare dispositivi che possano essere utilizzati. Oltre che servire per biosensori, la tela di ragno potrebbe anche fornire una sorgente di luce per fotografare all'interno del corpo. La seta naturale ha un diametro di solo 5 micron: questo permette di introdurla in modo non invasivo nel corpo umano e per realizzare immagini all’interno del corpo. E’ ideale anche per diagnosi chimiche mediante spettroscopia.
Testo originario:
Immagine: courtesy of Nolwenn Huby
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