Ce proprietăți moleculare și structurale fac ca țesătura de mătase Tussah să fie un frontunner în aplicații biomedicale și avansate compozite?

Tussah Silk, o variantă de mătase non-muculoasă rotită de viermi de mătase Antheraea sălbatică, este din ce în ce mai recunoscută ca material transformator în inginerie biomedicală și compozite de înaltă performanță. Arhitectura sa moleculară unică, caracterizată printr-o proporție ridicată de cristalite de foi β bogate în alanină, intercalate cu regiuni amorfe dominate de glicină, o acordă o adaptabilitate mecanică excepțională și biocompatibilitate-o combinație rar întâlnită în fibre naturale. Analizele recente de spectroscopie cu infraroșu cu formare Fourier (FTIR) și difracție de raze X (XRD) dezvăluie că fibroina lui Tussah Silk prezintă un indice de cristalinitate cu 15-20% mai mare în comparație cu mătasea Bombyx Mori, îmbunătățind capacitatea sa de încărcare, reținând în același timp elasticitatea. Această dualitate structurală este esențială pentru aplicații precum suturile chirurgicale, unde rezistența la tracțiune (până la 500 MPa) și flexibilitatea trebuie să coexiste pentru a rezista la medii fiziologice dinamice.

În contexte biomedicale, Tussah mătase Imunogenitatea scăzută și rata de degradare lentă (6–24 luni in vivo) o fac ideală pentru schele de inginerie a țesuturilor. Spre deosebire de polimerii sintetici, produsele sale de degradare ale acestuia-aminoacizii în primul rând-sunt non-toxici și se integrează perfect în căile metabolice. Cercetările publicate în Biomaterials Science demonstrează că schele de mătase Tussah însămânțate cu celule stem mezenchimale promovează osteogeneza datorită site-urilor inerente de legare a calciului din fibră, o proprietate absentă în majoritatea textilelor bazate pe plante. Mai mult, activitatea sa antibacteriană înnăscută, atribuită peptidelor de serice reziduale, reduce riscurile de infecție post-implant, fără a necesita acoperiri chimice.

Pentru compozite avansate, structura ierarhică a mătasei Tussah-care se referă de la nanofibrilele la firele macro-scară-a schimbat armătura adaptată în matrici epoxidice sau acid polilactic (PLA). Studiile de microscopie a forței atomice (AFM) arată că topografia de suprafață aspră a fibrelor sale îmbunătățește aderența interfațială cu polimerii, crescând rezistența la flexie compozită cu 30–40% în comparație cu omologii din fibre de sticlă. Industriile aerospațiale și auto explorează hibrizii din fibre de mătase de mătase Tussah pentru a crea panouri ușoare, rezistente la impact, care îndeplinesc standarde de inflamabilitate stricte (UL94 V-0), deoarece proteinele care conțin azot din mătase suprimă în mod inerent combustia.

Procesarea inovațiilor amplifică în continuare utilitatea sa. Tehnicile de electrospinning produc nanofibre de mătase Tussah (50–200 nm diametru) cu porozitate reglabilă pentru sistemele de filtrare a aerului capabilă să capteze particule PM0.3 cu eficiență de 99,97%. Între timp, biofinisirea enzimatică permite eliminarea selectivă a sericinei fără a deteriora integritatea fibroinei, o descoperire pentru crearea de filme ultra-subțiri, conductive, utilizate în biosenzori flexibili. Pe măsură ce producția circulară câștigă tracțiune, compatibilitatea lui Tussah Silk cu solvenții lichizi ionici permite reciclarea cu buclă închisă-un contrast puternic cu kevlar sau nylon derivat din petrol.

Convergența biochimiei înnăscute a lui Tussah Silk, a versatilității structurale și a procesării eco-eficiente își cimentează rolul în știința materialelor de generație următoare, întreruperea decalajului dintre sustenabilitatea ecologică și cererea tehnologică de ultimă oră.