Wood fibres and spider silk together to replace plastic

Achieving strength and extensibility at the same time has so far been a great challenge in material engineering: increasing strength has meant losing extensibility and vice versa. Now Aalto University and VTT researchers have succeeded in overcoming this challenge, with inspiration from nature.

The researchers created a new bio-based material by gluing together wood cellulose fibres and the silk protein found in spider web threads. The result is a very firm and resilient material which could be used in the future as a possible replacement for plastic, as part of bio-based composites and in medical applications, surgical fibres, textile industry and packaging.

According to Aalto University Professor Markus Linder, nature offers great ingredients for developing new materials, such as firm and easily available cellulose and tough and flexible silk as used in this research. The advantage with both materials is that, unlike plastic, they are biodegradable and do not damage nature the same way micro-plastic does.

Our researchers just need to be able to reproduce the natural properties,” adds Linder, who was also leading the research.

We used birch tree pulp, broke it down to cellulose nanofibrils and aligned them into a stiff scaffold. At the same time, we infiltrated the cellulosic network with a soft and energy dissipating spider silk adhesive matrix,” says Research Scientist Pezhman Mohammadi from VTT.

Silk is a natural protein which is excreted by animals like silkworms and also found in spider web threads. The spider web silk used by Aalto University researchers, however, is not actually taken from spider webs but is instead produced by the researchers using bacteria with synthetic DNA.

Because we know the structure of the DNA, we can copy it and use this to manufacture silk protein molecules which are chemically similar to those found in spider web threads. The DNA has all this information contained in it,” explains Markus Linder, who was also leading the research.

Our work illustrates the new and versatile possibilities for protein engineering. In the future, we could manufacture similar composites with slightly different building blocks and achieve a different set of characteristics for other applications. Currently, we are working on making new composite materials as implants, impact resistance objects and other products,” says Pezhman.

Source: Aalto University, Phys.org


Leggi anche

Parte la sperimentazione dell’asfalto al grafene anche a Milano: per rifare un tratto della SP35 Milano-Meda e della SP40 Lacchiarella verrà impiegato Gipave, un supermodificante a base di grafene prodotto da Iterchimica. L’azienda italiana leader mondiale nel campo degli additivi per l’asfalto procederà al rifacimento del tratto stradale insieme a Città metropolitana di Milano. L’azienda punta a confermare anche a Milano i risultati già ottenuti sia in laboratorio sia su strada che hanno dimostrato un aumento della durata della pavimentazione del 250%….

Leggi tutto…

Il primo robot progettato a basso costo, al pari di una televisione di ultima generazione. Il robot è stato realizzato da un team di 32 ricercatori e designer dell’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) di Genova. Al massimo entro 18 mesi auspicano la produzione in serie, presto entrerà nelle nostre case….

Leggi tutto…

Chem -Trend è in grado di fornire sistemi distaccanti a base di acqua o di solvente per processi di stampaggio RTM e per via umida, compresi primer per stampi, sigillanti, distaccanti interni ed esterni e prodotti ausiliari come i detergenti per stampi. Essi consentono ai produttori che fabbricano volumi elevati di materiali compositi per l’industria automobilistica di mantenere l’operatività degli stampi….

Leggi tutto…

Gli UAV (unmanned aerial vehicle), i veicoli aerei senza pilota, ora sono droni e la tecnologia dei droni guarda oggi ai materiali compositi. Una delle grandi promesse di utilizzo dei compositi nei droni è quella di abilitare i sistemi persistenti di lunga durata che forniscono un accesso a Internet WiFi su ampia area. Due i prototipi in volo, L’ Aquila di Facebook e il Jungle Hawk Owl prodotto dall’Istituto di tecnologia del Massachusetts

Leggi tutto…

Introduzione alle metodologie di calcolo e di caratterizzazione
Clicca e scopri di cosa si parlerà durante la prima giornata di corso

Leggi tutto…