El siglo XXI ha marcado el comienzo de una etapa de búsqueda de materiales con propiedades diversas que acompañen el desarrollo de las nuevas tecnologías. La vida, como en muchos otros aspectos, ofrece inspiración y también una materia prima única sobre la que trabajar. Muchas de las propiedades y funcionalidades que buscamos en los nuevos materiales ya han sido desarrolladas en la naturaleza, un laboratorio que lleva millones de años operando a través de la evolución para buscar soluciones a distintos problemas de supervivencia.

Ahora, un equipo de científicos de la Universidad Tecnológica de Nanyang (Singapur) ha encontrado una forma de convertir el polen, uno de los materiales más duros del reino vegetal, en un material blando y flexible que podría servir como base para el diseño de nuevos materiales ecológicos.

“Hemos conseguido llevar los granos de polen  más allá de sus límites de rendimiento natural, y los hemos convertido en partículas blandas de microgel capaces de alterar sus propiedades en respuesta a estímulos externos”, explica Subra Suresh, uno de los investigadores. “Este avance podría tener muchas aplicaciones que serían sostenibles, económicas y reproducibles a gran escala”, explica. Los resultados sugieren que, gracias a los avances en impresión 3D y 4D, estas partículas hechas a base de polen podrían algún día convertirse en una gama de nuevos materiales como polímeros, hojas de ‘papel’ y esponjas.

Características del polen

Se dice que el polen es el ‘diamante’ del mundo vegetal debido a que es prácticamente indestructible, y no es para menos: las plantas lo utilizan para llevar encapsulado el material genético masculino y transportarlo hasta el aparato reproductor femenino, una función esencial para la reproducción y supervivencia de las especies.

Cuando una flor libera su polen, los granos se deshidratan y se pliegan sobre sí mismos. Por el contrario, cuando llegan a la estructura reproductiva femenina, se vuelven a hidratar y germinan. En las células que forman el tubo del polen, una serie de enzimas son las responsables de alterar la elasticidad de la pared y conducir a los distintos cambios estructurales. Estos procesos inspiraron al equipo de científicos, que intentaron remodelar la estructura de la pared celular y alterar sus propiedades en un proceso similar a la fabricación artesanal de jabón.

Proceso de elaboración en laboratorio

Para realizar el ensayo, los científicos usaron polen de flores de girasol, que incubaron en condiciones alcalinas después de retirar su capa aceitosa superficial. Este procedimiento consiguió ablandarlo, y con el paso de las horas los granos fueron tomando el aspecto de gel. Observaron, además, que cuantas más horas se incubaba, más flexible se volvía la mezcla.

Además, los investigadores hicieron una serie de simulaciones por ordenador para conocer mejor las propiedades del polen y los mecanismos que determinan el grado de hidratación óptimo para conseguir germinar con éxito.

“Nuestros resultados experimentales y computacionales han demostrado que la alteración de la estructura de la pared del polen puede hacer que sus partículas se hinchen de la misma forma que sucede en procesos biológicos como el plegamiento de polen y la germinación”, ha explicado Cho Nam-Joon, otro de los participantes en el trabajo, que se publica en la revista Nature Communications. “Nuestros resultados también demuestran que podemos llevar su rendimiento más allá de los límites que marca la propia naturaleza”, concluye.

Además, los resultados sugieren que estas partículas de microgel a base de polen son biocompatibles y no causan ninguna reacción inmunológica, alérgica o tóxica cuando se exponen a los tejidos corporales, lo que también las haría potencialmente adecuadas para fabricar apósitos para heridas, prótesis o chips electrónicos implantables.

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