Un superpegamento inspirado en la naturaleza y creado con la ayuda de IA.

¿Un juguete de plástico en la portada de la edición del 7 de agosto de la prestigiosa revista Nature ? Esto suena incongruente. Pero el estudio ilustrado en esta foto no lo es: investigadores han desarrollado hidrogeles superadherentes, resistentes a ambientes húmedos y salinos, que podrían ser útiles en cirugía, por ejemplo, para detener hemorragias o promover la cicatrización de heridas, la regeneración tisular o incluso reparar barcos en alta mar o estructuras en alta mar.

Así, a pesar de las olas y las mareas, y gracias al colchón gelatinoso sobre el que reposa, este pato amarillo permanece pegado, sin temblar, a la gran piedra oscura sobre la que sobresale. Podría permanecer allí durante años, imagínense los investigadores que lo instalaron. Un poco como los mejillones se adhieren firmemente a las rocas. Y esto es lo que inspiró a este equipo, que reúne a especialistas de universidades japonesas y chinas.

En la naturaleza, muchas criaturas marinas utilizan sustancias proteínicas suaves y flexibles para adherirse de forma rápida y permanente a un soporte. Algunas están recogidas en catálogos que el equipo revisó. El objetivo: identificar las estructuras proteínicas que permiten a estos animales adherirse, para imitar sus propiedades más adhesivas. El análisis de 24.707 proteínas adhesivas naturales guió el diseño de 180 hidrogeles.

A continuación, el equipo incorporó la inteligencia artificial (IA). No se trata de un "modelo de lenguaje extenso" similar a ChatGPT, por supuesto, sino de un sistema iterativo de aprendizaje automático que optimizó el rendimiento de la adhesión. Finalmente, el sistema generó tres modelos superadhesivos, compuestos por diferentes estructuras proteicas, que los investigadores sintetizaron y probaron en la práctica. Uno de estos modelos logró pegar el patito de goma amarillo a la roca sacudida por las olas.

Sin embargo, aún queda mucho por hacer antes de que este tipo de materiales puedan fabricarse a gran escala. En particular, los investigadores desean comprender con precisión los mecanismos que los hacen tan pegajosos.

Aun así, « este estudio demuestra que la IA ya no se prueba solo provisionalmente como una posible herramienta en la ciencia de los materiales», escribe Laura Russo, investigadora de química orgánica de la Universidad de Milán-Bicocca, quien no participó en el trabajo, en un comentario que acompaña a la publicación. «Se ha adoptado para apoyar y mejorar el desarrollo y la fabricación de materiales, con profundas repercusiones en la forma en que los científicos abordan su investigación».

El siguiente vídeo en inglés describe el trabajo de los investigadores para desarrollar estos hidrogeles hiperadhesivos.