Un nuevo papel hecho de grafeno y fibrillas de proteína

Un grupo de investigación en alimentación y materiales blandos ha creado un nanocompuesto hecho de grafeno y fibrillas de proteína, un papel especial que combina las mejores características de ambos componentes.

Este nuevo "papel" está hecho alternando capas de protenía y grafeno. Ambos componentes pueden ser mezclados en varias composiciones, dando lugar a una solución, que se seca mediante un filtro de vacío, similar al usado para manufacturar el papel de celulosa. Esta combinación de diferentes materiales con propiedades poco comunes da lugar a un nanocompuesto con grandes beneficios, como por ejemplo, que el material sea completamente biodegradable.

El "papel de grafeno" tiene capacidad de recordar formas, ya que el grafeno es mecánicamente fuerte y eléctricamente conductivo, así como, altamente repelente del agua por naturaleza. Por otro lado, las fibras de proteína son biológicamente activas y se pueden asociar al agua. Esto permite que el nuevo material absorba agua y cambie de forma dependiendo de las condiciones de humedad. Además, el "papel de grafeno" tiene memoria de forma tal que se puede deformar cuando absorbe agua y recuperar su forma original cuando se seca. Esto se podría usar para sensores acuáticos o actuadores de humedad. Lo más interesante es que se puede usar como biosensor para medir de forma precisa la actividad de las enzimas, ya que estas digieren las fibras de proteínas, lo cual cambia la resistencia del compuesto y se puede medir si se incorpora a un circuito eléctrico.

Otra ventaja es que este nuevo material puede producirse de manera muy simple. La proteína, en este caso, beta-lactoglobulina, una proteína de la leche, es inicialmente desnaturalizada mediante altas temperaturas en una solución ácida. El producto final de este proceso de desnaturalización son las fibrillas de proteína suspendidas en agua. Estas fibras actúan como estabilizadores para las hojas de grafeno hidrofóbico y y se incorporan al nanocompuesto mediante un simple proceso de filtrado.

En vista de la tendencia de las proteínas a formar fibrillas, en condiciones específicas, este concepto puede ser ampliado, en principio a otras proteínas alimenticias como las de los huevos, soja o suero sanguíneo. Las fibrillas de beta-lactoglobulina usadas son digeridas específicamente por la pepsina, una enzima presente en la digestión de varios componentes alimenticios. Sin embargo, variando el tipo de proteína se puede dar con nuevo método de diana para muchas más clases de enzimas.

Esta entrada participa en la XV Edición del Carnaval de Química que este mes se alberga en “El cuaderno de Calpurnia Tate”.

Via Ethz