Investigadores de la Universidad de Tel Aviv desarrollaron un revolucionario vidrio con capacidades extraordinarias y contradictorias: es transparente, duro, autoadhesivo y se puede reparar solo.
El vidrio, que se forma espontáneamente al entrar en contacto con agua a temperatura ambiente, tiene aplicaciones potenciales capaces de cambiar industrias tan diversas como la óptica y la electroóptica, las comunicaciones por satélite, los sensores remotos y la biomedicina.
«En nuestro laboratorio estudiamos la bioconvergencia y utilizamos específicamente las maravillosas propiedades de la biología para producir materiales innovadores», dijo el profesor Ehud Gazit, uno de los líderes del equipo internacional que desarrolló el proyecto.
Entre otras cosas, añadió el académico israelí, «estudiamos secuencias de aminoácidos, que son los componentes básicos de las proteínas».
Los aminoácidos y los péptidos, explicó Gazit, tienen una tendencia natural a conectarse entre sí y formar estructuras ordenadas con una disposición periódica definida.
Sin embargo, «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, desordenado».
Una sustancia sin orden
A nivel molecular, recordaron desde la Universidad de Tel Aviv, el vidrio es una sustancia líquida que carece de orden en su estructura molecular, pero sus propiedades mecánicas son las de un sólido.
El vidrio generalmente se fabrica enfriando rápidamente materiales fundidos y «congelándolos» antes de que puedan cristalizar, lo que resulta en un estado amorfo que permite propiedades ópticas, químicas y mecánicas únicas, además de durabilidad, versatilidad y sostenibilidad.
Los investigadores de la universidad descubrieron un péptido aromático que consta de una secuencia de tres tirosinas (YYY) y crea un vidrio molecular de forma espontánea, tras la evaporación de una solución acuosa en condiciones de temperatura ambiente.
«El vidrio comercial que todos conocemos se crea mediante el enfriamiento rápido de materiales fundidos, un proceso llamado vitrificación», aportó la estudiante de doctorado Gal Finkelstein-Zuta, quien también encabezó el estudio.
En el caso tradicional, la organización amorfa similar a un líquido debe fijarse antes de que se disponga de una manera más eficiente desde el punto de vista energético, y para ello se necesita, precisamente, energía: debe calentarse a altas temperaturas y enfriarse inmediatamente.
Sencillo como disolver un polvo en agua
Pero en el caso de este vidrio desarrollado en Israel, que está hecho de componentes biológicos, «se forma espontáneamente a temperatura ambiente, sin necesidad de energía como calor o presión elevados», indicó Finkelstein-Zuta.
«Simplemente se disuelve un polvo en agua y se formará el vidrio» transparente y autoadhesivo, describió la investigadora.
Por ejemplo, relató, en el laboratorio «fabricamos lentes con nuestro nuevo cristal: en lugar de pasar por un largo proceso de esmerilado y pulido, simplemente dejamos caer una gota sobre una superficie, donde controlamos su curvatura (y, por tanto, su enfoque) ajustando únicamente el volumen de la solución».
Según el estudio, cuyos resultados fueron publicados en la prestigiosa revista Nature, se trata de un producto único. Y «esta es la primera vez que se logra crear vidrio molecular en condiciones simples», destacó el profesor Gazit.
No menos importantes son las propiedades del vidrio: es muy especial, ya que por un lado es muy resistente y, por otro, muy transparente, mucho más transparente que el vidrio normal.
Más transparente
Gazit dijo que el vidrio de silicato normal que todos conocemos es transparente en el rango de luz visible, mientras que el molecular que se desarrolló en la universidad israelí es transparente en el rango de infrarrojos.
Esa característica del vidrio autoadhesivo y transparente creado en Tel Aviv ofrece muchos usos en terrenos como satélites, comunicaciones y óptica.
Finalmente, es también un adhesivo fuerte, que puede pegar diferentes vidrios entre sí y al mismo tiempo puede reparar las grietas que se forman en el mismo.
«Es un conjunto de propiedades que no existe en ningún vidrio del mundo, que tiene un gran potencial en ciencia e ingeniería, y obtuvimos todo esto de un solo péptido, un pequeño trozo de proteína», completó Gazit.
