Silk based nanocomposites for biophotonic and optical devices

Nell'ultimo decennio la fibroina di seta (SF), la proteina estratta dalle fibre prodotte dal baco, è emersa come candidato ideale per applicazioni biofotoniche grazie alla sua biocompatibilità combinata con proprietà meccaniche ed ottiche uniche. Una strategia per migliorare le proprietà ottiche della seta e per introdurre contemporaneamente funzionalità specifiche è quella di combinare tale materiale con composti inorganici, organici o biologici specifici. Il lavoro qui presentato riporta i risultati ottenuti dalla combinazione della fibroina con due diverse nanoparticelle inorganiche per la fabbricazione di dispositivi ottici nanostrutturati. La prima strategia proposta ha previsto la combinazione della seta con nanosheets di titanato (TNSs), un precursore 2D di TiO2, al fine di aumentarne significativamente l'indice di rifrazione pur conservandone tutte le proprietà specifiche. Si sono eseguite caratterizzazioni strutturali e funzionali del nanocomposito SF-TNSs al fine di correlare la struttura del materiale con le sue proprietà. In particolare, si è studiato il processo di scambio ionico come metodo per la funzionalizzazione post fabbricazione del materiale. Una seconda strategia investigata sfrutta invece la combinazione di nanoparticelle d'oro con la matrice di seta per introdurre funzionalità plasmoniche nel materiale. In particolare, in questa prima fase, l'inclusione di nanoparticelle d'oro è stata sfruttata per indurre riscaldamento localizzato grazie all'eccitazione della risonanza plasmonica, un effetto potenzialmente utilizzato nelle applicazioni biomediche nel trattamento delle infezioni batteriche. Infine, sono state realizzate semplici strutture ottiche e fotoniche con i nanocompositi sintetizzati, quali riflettori Bragg multistrato e opali inversi.