Durante siglos, la seda fue sinónimo de lujo: una fibra delicada, brillante, reservada para túnicas imperiales y vestidos de gala. Nadie la habría imaginado dentro de una antena, un chaleco antibalas o un implante médico. Y sin embargo, ahí es exactamente donde está a punto de llegar. Un equipo de investigadores acaba de demostrar que los retazos de seda que la industria textil suele descartar pueden convertirse en un material transparente, liviano y sorprendentemente robusto, con una habilidad que roza lo mágico: retorcer la luz en las frecuencias que necesitarán las redes de sexta generación, el llamado 6G.
El hallazgo, publicado en la revista científica Nature Sustainability, fue liderado por el Imperial College London —una de las universidades de ciencia e ingeniería más prestigiosas del Reino Unido—, la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Michigan y la Universidad Tufts, en Estados Unidos, reconocida por su trabajo pionero en biomateriales derivados de la seda. Juntos lograron algo que hasta ahora parecía esquivo: un material de origen biológico que hace cosas que normalmente reservábamos para plásticos derivados del petróleo de alta perfomance o para costosas fibras sintéticas.
Por qué la industria textil necesita una salida como esta
La moda genera montañas de desperdicio en recortes, retazos o hilos que se rompen, y la seda no es la excepción. Mientras las fibras son largas, pueden volver a tejerse; el problema empieza cuando se acortan. Una hiladora necesita fibras con suficiente longitud para retorcerlas y formar un hilo continuo. Cuando solo quedan trozos cortos, ese proceso ya no funciona.
La seda es conocida por su suavidad y su brillo y su alto valor. Debajo de esa apariencia delicada se esconde una fibra extraordinariamente resistente, que vale la pena recuperar. Hasta ahora, una de las pocas alternativas consistía en disolver esos restos con productos químicos, recuperar la proteína de la seda y secarla hasta obtener un polvo. Ese polvo podía prensarse después para fabricar piezas rígidas, pero el procedimiento tenía una desventaja importante: al desarmar la fibra también se destruía buena parte de la estructura interna que le daba resistencia.
El equipo de científicos decidió probar el camino contrario. En lugar de disolver la seda, buscó conservar sus fibras y unirlas directamente mediante calor y presión. El resultado fue una lámina transparente, liviana y parecida a un plástico, pero con una resistencia superior a la de muchos polímeros fabricados a partir de petróleo. En pruebas de impacto, el nuevo material soportó perforaciones de manera similar a algunos compuestos reforzados con fibra de carbono, utilizados en aviones, automóviles y equipos deportivos.
Pero la sorpresa más importante no apareció en las pruebas mecánicas. Los investigadores descubrieron que las láminas también podían modificar ciertas ondas electromagnéticas estudiadas para las futuras redes de comunicación 6G.
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El secreto está en no destruir la fibra
¿Qué hace que este material sea tan especial? La respuesta está escondida en la estructura química de la seda. Sus fibras están formadas principalmente por fibroína, una proteína compuesta por largas cadenas de aminoácidos que alternan zonas de orden y desorden. En algunos tramos, los aminoácidos se disponen al azar y forman una maraña amorfa; en otros, se enlazan en patrones que se repiten y se pliegan en láminas cristalinas y retorcidas. Esa combinación de lo caótico y lo ordenado es lo que vuelve a la seda a la vez fuerte y flexible. Las partes rígidas aportan resistencia. Las flexibles permiten que la fibra se doble y absorba energía sin quebrarse. La seda puede ser fuerte y flexible al mismo tiempo porque ambas estructuras trabajan en conjunto.
Los métodos que disuelven la fibra rompen ese equilibrio. Aunque después sea posible volver a unir la proteína para fabricar una pieza, parte de la organización original se pierde durante el proceso. “Las propiedades extraordinarias de la seda surgen de su estructura jerárquica, en la que regiones cristalinas están integradas dentro de una arquitectura compleja”, explicó Emiliano Bilotti, profesor asociado del Imperial College London y uno de los autores principales del estudio. “Queríamos conservar tanto como fuera posible las fibras originales”.
La solución que encontró el equipo consiste en someter la seda a temperaturas de entre 125 y 215 grados Celsius y a una presión muy elevada. Bajo esas condiciones, las zonas más desordenadas de la proteína se ablandan y unen unas fibras con otras. Las partes rígidas, en cambio, permanecen prácticamente intactas y continúan aportando resistencia.
El proceso convierte un conjunto de hilos sueltos en una pieza compacta sin necesidad de reducirlos primero a una solución o a un polvo. Antes del prensado, la seda solo debe hervirse para retirar la sericina, otra proteína natural que recubre los filamentos y funciona como una especie de pegamento. Una vez eliminada esa capa, las fibras pueden colocarse en un molde y fusionarse.
Esta diferencia podría ser relevante para el aprovechamiento de residuos textiles. Los fragmentos que ya no tienen la longitud necesaria para formar un hilo pueden transformarse directamente en láminas o piezas sólidas. “Si se recuperan hilos muy largos, es posible volver a tejerlos. Pero cuando las fibras se hacen cada vez más cortas, la única manera de reciclarlas era disolverlas para producir un polvo”, señaló Bilotti. “Nunca creí que esa fuera una solución sostenible”.
Un material liviano que resiste golpes
Una vez obtenidas las láminas, los investigadores evaluaron cuánto podían doblarse, qué carga soportaban y cómo reaccionaban frente a un impacto. El material mostró una elevada resistencia sin perder su capacidad para absorber energía. En las pruebas de perforación, su desempeño fue comparable con el de algunos polímeros reforzados con fibra de carbono.
Estos materiales combinan una resina plástica con fibras muy resistentes y se utilizan cuando es necesario reducir peso sin perder solidez. Se encuentran en componentes de aviones, carrocerías de automóviles deportivos, bicicletas, raquetas y otros productos de alto desempeño.
La seda prensada todavía no puede considerarse un reemplazo directo. Para llegar a esas aplicaciones será necesario comprobar cómo envejece, cuánto resiste la humedad, cómo responde a cambios de temperatura y si puede fabricarse de manera uniforme en grandes volúmenes. Los ensayos, sin embargo, muestran que su potencial va mucho más allá de la ropa. El equipo considera que podría utilizarse en protectores deportivos, contenedores de transporte y ciertos tipos de envases que necesitan combinar bajo peso con resistencia a los golpes.
También podría ofrecer una alternativa a algunos plásticos fósiles, aunque el beneficio ambiental todavía debe medirse en forma completa. El proceso evita grandes cantidades de solventes, sales y agua, pero requiere temperaturas y presiones elevadas. Los científicos trabajan ahora en estudios de ciclo de vida para calcular el consumo de energía y comparar su impacto con el de los materiales convencionales.
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Un material que abre canales para el 6G
Aquí es donde la historia se vuelve fascinante. La aplicación más novedosa apareció cuando el equipo hizo pasar radiación de terahercios a través de las láminas.
Los terahercios son frecuencias electromagnéticas ubicadas entre las microondas y la luz infrarroja. No son luz visible, aunque forman parte del mismo espectro. Durante años fueron difíciles de generar y controlar, pero hoy despiertan interés porque podrían permitir comunicaciones inalámbricas mucho más rápidas. Las redes 5G actuales utilizan distintas bandas de frecuencia para transmitir datos. El desarrollo de 6G busca avanzar hacia frecuencias todavía más altas, capaces de transportar una cantidad mucho mayor de información en menos tiempo. Parte de ese trabajo experimental se concentra precisamente en el rango de los terahercios.
El problema es que no alcanza con producir esas ondas. También es necesario dirigirlas, filtrarlas y controlar cómo viajan. Allí aparece una propiedad llamada polarización. La polarización indica la orientación con la que se desplaza una onda. Puede imaginarse como el movimiento de una cuerda sostenida desde un extremo: la mano puede moverla de arriba hacia abajo, de un lado al otro o en círculos. En todos los casos la onda avanza por la cuerda, pero lo hace con una orientación diferente.
En telecomunicaciones, esas diferencias pueden utilizarse para separar señales y transmitir más información. Cuanto mayor sea el control sobre la polarización, más posibilidades existen de organizar los datos en distintos canales.
Las láminas de seda lograron modificar esa orientación sin bloquear el paso de la mayor parte de la señal. Además, el grado de rotación podía regularse cambiando la temperatura y la presión empleadas durante la fabricación. Esto llamó la atención de los investigadores porque muchos materiales de origen biológico absorben intensamente las ondas de terahercios. La señal entra, pero sale muy debilitada. En este caso, la seda dejó pasar la radiación y al mismo tiempo cambió su polarización.
“Es difícil diseñar un material que pueda rotar la luz de terahercios y, a la vez, sea casi transparente”, explicó Nick Kotov, profesor de la Universidad de Michigan y coautor del trabajo. Según el investigador, esa combinación podría ser útil en distintas tecnologías que dependerán de esas frecuencias.
De las telecomunicaciones a la medicina
La seda tiene otra ventaja: el organismo humano puede tolerarla y degradarla de manera gradual. Esa propiedad explica su uso histórico en suturas y el creciente interés por emplearla en dispositivos médicos.
Los investigadores implantaron muestras del nuevo material en ratones y observaron que comenzaron a degradarse lentamente. El resultado abre la posibilidad de fabricar implantes temporales.
Estos dispositivos se utilizan cuando una parte del cuerpo necesita apoyo durante un período limitado. Una placa o estructura puede sostener un tejido mientras se recupera y luego perderse de manera gradual. Si el material permanece para siempre, en algunos casos hace falta una segunda cirugía para retirarlo. Todavía falta determinar cuánto tiempo conserva la seda su resistencia dentro del organismo, cómo se controla su velocidad de degradación y qué respuesta produce en distintos tejidos. Las pruebas realizadas son iniciales, pero muestran que el prensado no elimina completamente las propiedades biológicas de la fibra.
El equipo trabaja ahora en la fabricación de piezas más grandes y formas más complejas. También busca socios industriales que permitan llevar el proceso a una escala superior y evaluar aplicaciones concretas.
La investigación ofrece así una nueva perspectiva sobre un material que la humanidad utiliza desde hace miles de años. La seda no solo puede formar un vestido o una corbata. Su estructura natural también puede convertirse en una pieza resistente, un implante que desaparece cuando deja de ser necesario o un componente capaz de intervenir en las señales de las futuras redes móviles.
La novedad no está en haber inventado una fibra nueva, sino en aprender a conservar y aprovechar mejor la que ya existía.
