Un argomento di materia scientifica è stato affrontato in questa serata conviviale, relatore il Direttore Isof del CNR Bologna, Prof. Stefano Zamboni.
Si è partiti dal Bombyx mori per finire alle nuove frontiere di uso futuristico di seta e lana
Il Bombyx mori, baco che produce la seta in due ghiandole che sono collocate parallele all’interno del corpo. La seta è costituita da proteine raccolte nelle ghiandole, il baco la estrude da due aperture situate ai lati della bocca, i seritteri. La bava sottilissima a contatto con l’aria si solidifica e, guidata con movimenti ad otto della testa, si dispone in strati formando un bozzolo di seta grezza, costituito da un singolo filo continuo di seta di lunghezza variabile fra i 300 e i 900 metri. Il filo microscopicamente è formato da due proteine: due fili di fibrina paralleli ricoperti da sericina.
Studiando le caratteristiche dei bozzoli dei bachi da seta si sono ottenuti biomateriali cui oggi guarda tutta la comunità scientifica perché biocompatibili, biodegradabili, versatili, del tutto naturali e facili da realizzare.
«La seta è un biopolimero sostenibile, ovvero completamente naturale; usa solo risorse rinnovabili; viene fabbricata e trattata con acqua, a temperatura ambiente e senza solventi; si può inserire nel corpo umano senza avere reazioni infiammatorie e dote davvero unica riesce a conservare la attività biologiche di composti che incorpora. Ciò significa che componenti che altrimenti necessitano per esempio di refrigerazione vengono stabilizzati e conservati nella seta. Inoltre, quel che vi viene incorporato può avere una durata programmata attraverso la biodegradazione e ciò consente di produrre oggetti che si dissolvono istantaneamente o che sono stabili per anni. E infine è commestibile!»
Il primo passaggio per arrivare a questi materiali prevede di rendere la seta liquida, per poi modellarla su scala nano. Il procedimento è relativamente semplice: si fanno bollire i bozzoli per eliminare la sericina, proteina collosa che scatena la reazione immunitaria dell’uomo.
Quindi si ottiene una soluzione densa che è pronta per essere lavorata a piacere e nella quale si possono inserire proteine con alta affinità per altre sostanze come l’emoglobina per l’ossigeno o enzimi come l’esochinasi, che lega lo zucchero, anticorpi che si legano a proteine tumorali e così via quasi all’infinito, perché la soluzione ingloba e mantiene integro di tutto. Ma seta e annessi hanno bisogno di un ulteriore passaggio: quello nello stampo, che conferisce la struttura nano, fondamentale per le proprietà cercate.
I materiali di seta hanno la capacità di replicare topografie su scale nanometriche. Una volta asciutta, la seta liquida si trasforma in una pellicola solida e trasparente che può contenere informazioni (come la superficie di un dvd). Con questa pellicola, e proprio grazie alla struttura nano, si possono realizzare componenti ottici diffrattivi, codificare informazioni e fare molte altre cose. Le nanotopografie possono poi generare ologrammi multifunzionali. Per esempio, un ologramma commestibile potrebbe certificare la provenienza di beni di consumo ed essere direttamente interfacciato a oggetti commestibili».
Si sono ottenuti dispositivi che possono servire per verificare in diretta l’esito di un intervento chirurgico (ma che dopo qualche giorno spariscono senza lasciare tracce), adesivi antibiotici, fibre ottiche impiantabili, viti e bulloni terapeutici, giocattoli commestibili e molti di questi oggetti sono prototipi in fase di commercializzazione, dalla sensoristica biomedica alle applicazioni di rilascio controllato di farmaci, alle protesi per legamenti o per vene, agli oggetti di consumo, a composti elettromagnetici.
La fine della relazione ha visto le numerose e curiose domande dei presenti avere risposte sempre precise ed esaurienti da parte del Prof. Zamboni su questo tema di prossimo interesse mondiale.