EL EFECTO DE LA IRRADIACIÓN ULTRAVIOLETA SOBRE LA SEDA DE ARAÑA J. Pérez Rigueiro, M. Elices, G.R. Plaza, G.V. Guinea Departamento de Ciencia de Materiales, E.T.S. de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos, Universidad Politécnica de Madrid, C/ Profesor Aranguren s/n, 28040 Madrid, España. jperez@mater.upm.es RESUMEN Se ha analizado la influencia de la radiación ultravioleta con una longitud de onda de 254 nm sobre la seda de araña bajo dos condiciones de alineamiento molecular inicial: hilado forzoso (FS) y máxima supercontracción (MS). Se ha encontrado que la radiación ultravioleta disminuye la tensión de rotura y la deformación de rotura sin modificar el aspecto general de la curva tensión-deformación. Se ha aprovechado la radiación UV para introducir daño local en las fibras con objeto de realizar un análisis fractográfico sistemático. Las superficies de fractura son esencialmente planas, si bien se observan mayores irregularidades en las muestras irradiadas por debajo de cuatro horas. Las superficies de fractura encontradas son compatibles con la microestructura del material según se observa mediante microscopia de fuerzas atómicas. ABSTRACT The influence of ultraviolet radiation with 254 nm wavelength has been analysed on spider silk fibers with two degrees of molecular alignment: forcibly silked (FS) and maximum supercontracted (MS). It has been found that exposure to ultraviolet radiation decreases the tensile strength and the deformation at breaking of the fibers, but it leaves unchanged the overall aspect of the stress-strain curve. UV radiation has been used to induce local damage in the fibers in order to perform a systematic fractographic analysis. Fracture surfaces are basically flat, although some rough features are observed in samples exposed less than 4 hours to UV radiation. The details of the fracture surfaces correlate well with the microstructure of spider silk as observed with an atomic force microscope. ÁREAS TEMÁTICAS PROPUESTAS: Biomateriales y Biomecánica PALABRAS CLAVE: Seda de araña, fractografía, microestructura 1. INTRODUCCIÓN La evolución de las sedas de araña a lo largo de más de 400 millones de años ha dado como resultado una familia de fibras con un amplio rango de propiedades y aplicaciones [1]. Entre todas las sedas que puede producir una araña destaca especialmente la de la glándula ampollácea mayor o seda MAS. Esta seda se emplea en la construcción de la estructura de la tela de araña y como hilo de seguridad que mantiene a la araña unida a la superficie sobre la que se desplaza. El cumplimiento de ambas funciones depende de la excepcional capacidad para absorber y disipar energía mecánica que muestra el hilo MAS [2,3]. Pese a sus excepcionales propiedades mecánicas existen indicios, tales como su bajo módulo de Weibull [4], que sugieren que la seda de araña puede ser un material extremadamente sensible a la presencia de defectos. Dicha sensibilidad no es demasiado problemática en el material natural debido a su pequeño diámetro del orden de 3 µm, pero puede representar un problema esencial de las fibras artificiales inspiradas en la seda de araña [5]. Las propias características de la seda de araña hacen que la realización de un análisis fractográfico detallado resulte extremadamente complicada. La pequeña sección transversal de los hilos, unido a la gran cantidad de energía mecánica que pueden almacenar hace prácticamente imposible recuperar las superficies de fractura obtenidas a partir de un ensayo de tracción hasta rotura. Como consecuencia de estas dificultades el número de trabajos dedicados al comportamiento a fractura de la seda es muy reducido [6], no habiendo sido posible en ningún caso disponer simultáneamente de la superficie de fractura y de la correspondiente curva tensión-deformación. De acuerdo con la discusión previa, el desarrollo de un procedimiento que permita la recuperación de las superficies de fractura tras el ensayo es una condición previa al análisis fractográfico de la seda. Dicha recuperación es en principio posible si se identifica con precisión la región de la fibra por donde se va a producir la rotura. En ese caso es posible marcar mediante algún adhesivo la fibra a ambos lados de dicha región y recuperar ambos fragmentos de hilo con las superficies de fractura tras el ensayo. Desgraciadamente, la pequeña sección transversal de la seda hace imposible el empleo de las técnicas usuales Anales de Mecánica de la Fractura Vol. II (2006) 593