Investigadores de la Universidad de Tel Aviv desarrollan vidrio que se repara con agua a temperatura ambiente.
Investigadores de la Universidad de Tel Aviv revolucionan la industria del vidrio
Investigadores de la Universidad de Tel Aviv han fabricado un nuevo tipo de vidrio que, manteniendo su transparencia, puede repararse instantáneamente con el toque de agua a temperatura ambiente. La investigación fue publicada en la revista académica Nature.
El estudio, dirigido por el estudiante de doctorado Gal Finkelstein-Zuta y el Prof. Ehud Gazit de la Escuela Shmunis de Biomedicina e Investigación del Cáncer en la Facultad de Ciencias de la Vida y el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales en la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Tel Aviv, podría cambiar drásticamente la sostenibilidad y el costo de herramientas en diversas industrias.
Más notablemente, el descubrimiento podría revolucionar los campos de la óptica, electro-óptica, comunicación satelital, sensores remotos y biomedicina. “En nuestro laboratorio, estudiamos la bio-convergencia y usamos las maravillosas propiedades de la biología para producir materiales innovadores”, explicó el Prof. Gazit.
Propiedades únicas del vidrio creado por TAU con tecnología de aminoácidos
“Entre otras cosas, estudiamos secuencias de aminoácidos, que son los bloques de construcción de las proteínas. Los aminoácidos y péptidos tienen una tendencia natural a conectarse entre sí y formar estructuras ordenadas con una disposición periódica definida, pero durante la investigación, descubrimos un péptido único que se comporta de manera diferente a todo lo que conocemos: no formó ningún patrón ordenado, sino uno amorfo y desordenado, que describe al vidrio”.
El vidrio líquido tiene muy poco orden a nivel molecular, pero sus propiedades mecánicas permanecen sólidas. Mientras que el vidrio generalmente se fabrica enfriando rápidamente materiales calentados y luego congelándolos en un proceso para cristalizar el vidrio, la Universidad de Tel Aviv descubrió que el péptido aromático, que consta de una secuencia de tres tirosinas (YYY), forma un vidrio molecular espontáneamente, al evaporarse de una solución acuosa, bajo condiciones de temperatura ambiente.
“El vidrio comercial que todos conocemos se crea mediante el enfriamiento rápido de materiales fundidos, un proceso llamado vitrificación”, dijo Gal Finkelstein-Zuta. “La organización amorfa similar a un líquido debe fijarse antes de que se organice de una manera más eficiente energéticamente como en los cristales, y para eso se requiere energía: debe calentarse a altas temperaturas y enfriarse de inmediato.”
Vidrio molecular: aplicaciones y ventajas en diversas industrias
“Por otro lado, el vidrio que descubrimos, que está hecho de bloques de construcción biológicos, se forma espontáneamente a temperatura ambiente, sin la necesidad de energía como calor o presión altos. Solo disuelve un polvo en agua, como hacer kool-aid, y el vidrio se formará.
Por ejemplo, hicimos lentes con nuestro nuevo vidrio. En lugar de someterse a un proceso largo de pulido y molienda, simplemente dejamos caer una gota en una superficie, donde controlamos su curvatura, y, por lo tanto, su enfoque, ajustando solo el volumen de la solución”.
“Esta es la primera vez que alguien ha logrado crear vidrio molecular en condiciones simples”, dijo el Prof. Gazit, “pero no menos importante son las propiedades del vidrio que creamos. Es un vidrio muy especial. Por un lado, es muy fuerte y, por otro lado, muy transparente, mucho más transparente que el vidrio ordinario”.
Propiedades adhesivas y de autoreparación del vidrio desarrollado por TAU
“El vidrio de silicato normal que todos conocemos es transparente en el rango de luz visible; el vidrio molecular que creamos es transparente en profundidad en el rango infrarrojo. Esto tiene muchos usos en campos como satélites, sensores remotos, comunicaciones y óptica”.
“También es un adhesivo fuerte, puede pegar diferentes vidrios entre sí y, al mismo tiempo, puede reparar grietas que se forman en él. Es un conjunto de propiedades que no existe en ningún vidrio en el mundo, lo que tiene un gran potencial en la ciencia y la ingeniería, y obtuvimos todo esto de un solo péptido, un pequeño fragmento de proteína”.
