Les propriétés remarquables d'une protéine de calmar récemment découverte pourraient révolutionner les matériaux d'une manière qui serait inaccessible avec le plastique conventionnel, trouve une critique publiée dans Frontières en chimie . Originaire des dents annelées des bras prédateurs d'un calmar, cette protéine peut être transformée en fibres et en films avec des applications allant des vêtements « intelligents » pour la surveillance de la santé, aux tissus recyclables auto-cicatrisants qui réduisent la pollution microplastique. Les matériaux fabriqués à partir de cette protéine sont écologiques et biodégradables, avec une production durable à grande échelle réalisée en utilisant des méthodes de culture en laboratoire.

« Les protéines de calmar peuvent être utilisées pour produire des matériaux de nouvelle génération pour un éventail de domaines, notamment l'énergie et la biomédecine, ainsi que le secteur de la sécurité et de la défense, " dit l'auteur principal Melik Demirel, Chaire Lloyd et Dorothy Foehr Huck en matériaux biomimétiques, et directeur du Center for Research on Advanced Fiber Technologies (CRAFT) à la Penn State University, ETATS-UNIS. « Nous avons passé en revue les connaissances actuelles sur les matériaux à base de dents d'anneau de calmar, qui sont une excellente alternative aux plastiques car ils sont respectueux de l'environnement et durables sur le plan environnemental."

Les anneaux de calamar sont polyvalents

Alors que l'humanité s'éveille au lendemain d'une fête de 100 ans de production de plastique, nous commençons à tenir compte des avertissements de la nature et de ses solutions.

"La nature produit une variété de matériaux intelligents capables de détecter l'environnement, auto-guérison et fonction mécanique exceptionnelle. Ces matériaux, ou des biopolymères, ont des propriétés physiques uniques qui ne sont pas facilement trouvées dans les polymères synthétiques comme le plastique. Surtout, les biopolymères sont durables et peuvent être conçus pour améliorer leurs propriétés physiques, " explique Demirel.

Les océans, qui ont fait les frais de la pollution plastique, sont au centre de la recherche d'alternatives durables. Une protéine nouvellement découverte à partir des anneaux dentés de calmar (SRT) - des appendices prédateurs circulaires situés sur les ventouses du calmar, utilisé pour saisir fortement les proies - a suscité un intérêt en raison de ses propriétés remarquables et de sa production durable.

L'élasticité, flexibilité et résistance des matériaux à base de SRT, ainsi que leur auto-guérison, optique, et propriétés de conduction thermique et électrique, peut s'expliquer par la variété des arrangements moléculaires qu'ils peuvent adopter. Les protéines SRT sont composées de blocs de construction disposés de telle sorte qu'une séparation des microphases se produise. C'est une situation similaire à l'huile et à l'eau, mais sur une beaucoup plus petite, à l'échelle nanométrique. Les blocs ne peuvent pas se séparer complètement pour produire deux couches distinctes, donc à la place des formes au niveau moléculaire sont créées, tels que la répétition de blocs cylindriques, enchevêtrements désordonnés ou couches ordonnées. Les formes formées dictent la propriété du matériau et les scientifiques les ont expérimentées pour produire des produits à base de SRT pour une variété d'utilisations.

Dans l'industrie textile, La protéine SRT pourrait s'attaquer à l'une des principales sources de pollution par les microplastiques en fournissant un revêtement résistant à l'abrasion qui réduit l'érosion des microfibres dans les machines à laver. De la même manière, un revêtement de protéine SRT auto-cicatrisant pourrait augmenter la longévité et la sécurité des implants biochimiques sujets aux dommages, ainsi que des vêtements conçus pour la protection contre les agents de guerre chimiques et biologiques.

Il est même possible d'intercaler plusieurs couches de protéines SRT avec d'autres composés ou technologies, ce qui pourrait conduire au développement de vêtements « intelligents » qui peuvent nous protéger des polluants dans l'air tout en gardant un œil sur notre santé. Les propriétés optiques des matériaux à base de SRT signifient que ces vêtements pourraient également afficher des informations sur notre santé ou notre environnement. Dispositifs photoniques flexibles basés sur SRT—composants qui créent, manipuler ou détecter la lumière, tels que les LED et les écrans optiques, qui sont généralement fabriqués avec des matériaux durs comme le verre et le quartz, sont actuellement en cours de développement.

« La photonique SRT est biocompatible et biodégradable, pourrait donc être utilisé pour fabriquer non seulement des moniteurs de santé portables, mais également des dispositifs implantables pour la biodétection et la biodétection, " ajoute Demirel.

Aucun calmar n'a été blessé dans la réalisation de ce film

L'un des principaux avantages des matériaux à base de SRT par rapport aux matériaux synthétiques et aux plastiques fabriqués à partir de combustibles fossiles réside dans leurs éco-certifications. Les protéines SRT sont produites à moindre coût et facilement à partir de ressources renouvelables et les chercheurs ont trouvé un moyen de les produire sans attraper de calmar. "Nous ne voulons pas épuiser les ressources naturelles de calmar et nous produisons donc ces protéines dans des bactéries génétiquement modifiées. sur la fermentation et utilise du sucre, l'eau, et de l'oxygène pour produire des biopolymères, " explique Demirel.

On espère que les prototypes basés sur SRT seront bientôt disponibles plus largement, mais plus de développement est nécessaire.

Demirel explique, « La mise à l'échelle de ces matériaux nécessite un travail supplémentaire. Nous travaillons actuellement sur la technologie de traitement de ces matériaux afin de pouvoir les rendre disponibles dans les processus de fabrication industrielle. »