Rendimiento y calidades de chapa en clones de chopo a diferentes alturas del fuste

Some major morphological characteristics in relation to log yield in plywood industries were studied in 13 poplar clones, from Populetum of Zamadueñas (Valladolid). Taper, eccentricity, ovality and bark percentage were analysed. Industrial peeling was made in logs up to 12 m height, analysing the veneer yields and comparing the different quality class among clones at different height levels. Log veneer yields up to 12 m trunk length averaged 60 to 70 % in volume without significant differences among clones. In general, the best performance was found in the middle to lower stem zone. However, clones ‘I-214’, ‘Flevo’, ‘MC’ and ‘PA-1’ maintained their optimum yield even above 10 m height in trunk. ‘Campeador’, ‘I-214’, ‘I-262’, ‘PA-1’ and ‘MC’ showed the best yield and quality performance. ‘Canadá blanco’ and ‘454-40’ have acceptable conditions for this use, but their yield was lower.En 13 clones de chopo, procedentes de una parcela de experimentación ubicada en Zamadueñas (Valladolid), se estudian algunas de las características morfológicas relacionadas con el rendimiento de las trozas para su utilización en la industria del desenrollo. Las variables analizadas han sido: conicidad, excentricidad, elipticidad y porcentaje de corteza. Con las trozas resultantes hasta una altura de 12 m se llevó a cabo una operación industrial de desenrollo, realizándose el estudio del rendimiento y la comparación de las diferentes calidades de chapa obtenidas entre los clones y a diferentes alturas en el tronco. El rendimiento en chapa hasta los 12 m de tronco ha oscilado entre el 60 y el 70 %, en volumen, sin marcadas diferencias entre los clones. En general, el mayor aprovechamiento se produce en la zona media-baja del tronco, pero en algunos casos, el rendimiento óptimo se ha mantenido incluso por encima de los 10 m, como ha ocurrido en los clones ‘I-214’, ‘Flevo’, ‘MC’ y ‘PA-1’. Los clones ‘Campeador’, ‘I-214’, ‘I-262’, ‘PA-1’ y ‘MC’ han sido los que mejor respuesta han manifestado en cuanto a rendimiento y calidad. ‘Canadá blanco’ y ‘454-40’ han dado una calidad aceptable, pero su rendimiento ha sido menor

Polymeric fibers with tunable properties Lessons from spider silk

Making artificial fibers inspired in spider silks is considered as one of the milestones in the field of biomimetics. The interest is usually justified by the outstanding tensile properties of natural fibers, but it is usually overlooked that spider silk is endowed with a number of related properties – supercontraction, recovery and the existence of a ground state – that impart the material with additional desirable features, such as the possibility of tuning its mechanical behaviour. In this work we present a review on the experimental analysis and significance of these properties, stressing the contributions of our research group to the field. It is also demonstrated how the knowledge gained in the basic study of the natural material has been essential for the improvement of the properties exhibited by artificially processed bio-inspired silk fiber

The hidden link between supercontraction and mechanical behavior of spider silks

The remarkable properties of spider silks have stimulated an increasing interest in understanding the roles of their composition and processing, as well as in the mass-production of these fibers. Previously, the variability in the mechanical properties of natural silk fibers was a major drawback in the elucidation of their behavior, but the authors have found that supercontraction of these fibers allows one to characterize and reproduce the whole range of tensile properties in a consistent way. The purpose of this review is to summarize these findings. After a review of the pertinent mechanical properties, the role of supercontraction in recovering and tailoring the tensile properties is explained, together with an alignment parameter to characterize silk fibers. The concept of the existence of a mechanical ground state is also mentioned. These behaviors can be modeled, and two such models–at the molecular and macroscopic levels–are briefly outlined. Finally, the assessment of the existence of supercontraction in bio-inspired fibers is considered, as this property may have significant consequences in the design and production of artificial fibers

Efecto de la Longitud de onda de la radiación UV sobre la seda de araña

En el presente trabajo se continúa el análisis de la influencia de la radiación UV sobre las propiedades mecánicas de las fibras de seda de araña. Para ello se ha empleado la seda producida por la glándula ampollácea mayor de la especie Argiope trifasciata y se ha estudiado el comportamiento en tracción simple de fibras de seda sometidas a diferentes tiempos de irradiación con luz UV de longitudes de onda de 254, 312 y 365 nm. Se ha encontrado que la radiación ultravioleta disminuye la tensión de rotura y la deformación de rotura modificando, en algunos casos, el aspecto general de las curvas tensión-deformación. Además se ha hecho uso de la radiación UV de longitud de onda de 254 nm para introducir daño en las fibras con objeto de realizar un análisis fractográfico sistemático. El estudio se complementa con la evaluación del efecto producido por la irradiación en el fenómeno de supercontracción

The variability and interdependence of spider viscid line tensile properties

True stress-true strain curves of naturally spun viscid line fibers retrieved directly from the spiral of orb-webs built by Argiope trifasciata spiders were measured using a novel methodology. This new procedure combines a method for removing the aqueous coating of the fibers and a technique that allows the accurate measurement of their cross sectional area. Comparison of the tensile behaviour of different samples indicates that naturally spun viscid lines show a large variability, comparable to that of other silks, such as major ampullate gland silk and silkworm silk. Nevertheless, application of a statistical analysis allowed identifying two independent parameters that underlie the variability and characterize the observed range of true stress-true strain curves. Combination of this result with previous mechanical and microstructural data suggested the assignment of these two independent effects to the degree of alignment of the protein chains and to the local relative humidity which, in turn, depends on the composition of the viscous coating and on the external environmental conditions

Influencia de la radiación UV en las propiedades mecánicas y en el comportamiento en fractura de un polimero artificial bioinspirado en la seda de araña

En el presente trabajo se estudia la influencia de la radiación UV sobre las propiedades mecánicas y las superficies de fractura de un polímero artificial bioinspirado en la seda de araña. Las fibras de seda de araña constituyen un material enormemente atractivo ya que su elevada resistencia y deformabilidad lo convierten en el material con mayor trabajo hasta rotura de los conocidos hasta el momento. Además se ha encontrado que posee una elevada biocompatibilidad y un comportamiento biodegradable. Debido a estas excelentes propiedades se han dedicado importantes esfuerzos a intentar producir fibras inspiradas en la seda de araña. Fruto de estos esfuerzos es el polímero artificial estudiado en este trabajo. Dicho polímero presenta una secuencia de aminoácidos inspirada en la spidroína 1, que es una de las dos proteínas que conforman la seda de araña natural. Uno de los factores más perjudiciales para los polímeros es la radiación ultravioleta (UV), de presencia ubicua en aplicaciones al aire libre, ya que puede provocar la modificación de sus enlaces covalentes y, como consecuencia, modificar sus propiedades mecánicas. Para evaluar el efecto de la radiación UV sobre el material bioinspirado se ha estudiado el comportamiento a tracción simple de fibras sometidas a diferentes tiempos de irradiación con luz UV de longitud de onda de 254 nm. Se ha observado que la radiación UV de 254 nm modifica considerablemente las propiedades mecánicas de este material a tiempos de exposición elevados (a partir de 3 días de irradiación). Además se ha estudiado el comportamiento a fractura de este material cuando es irradiado con luz UV. Se ha observado que a medida que aumenta el tiempo de irradiación las superficies de fractura comienzan a ser cada vez más planas, obteniéndose un aspecto extremadamente especular para muestras irradiadas durante 16 día

Comparación de la Resistencia mecánica y disipación de energía de la seda de seguridad y de la seda víscida de araña

Las fibras de seda son materiales biológicos estructurales que presentan excelentes propiedades mecánicas. Las fibras de seda del hilo de seguridad producido por las arañas presentan unas propiedades mecánicas sólo superadas –en algunas propiedades– por las fibras sintéticas de altas prestaciones. Estas excelentes propiedades, y el hecho de que la biotecnología permite en la actualidad producir fibras bioinspiradas, fundamentan el interés de estudiar las propiedades de diferentes sedas, relacionando la composición y el comportamiento mecánico. El presente artículo aborda el estudio de las propiedades de los hilos de seda víscida, comparándolos con los hilos de seguridad. Al mismo tiempo se ha estudiado la relación entre las propiedades de los hilos de seda víscida y su situación en las telarañas, con el fin de analizar estas construcciones desde el punto de vista estructural. Los resultados muestran una enorme variabilidad de propiedades dentro de la telaraña, sin correlación con la situación. Además se ha encontrado una sorprendente similitud entre las propiedades mecánicas de ambos hilos

Correlation Between Processing Conditions, Microstructure and Mechanical Behavior in Regenerated Silkworm Silk Fibers

Regenerated silkworm fibers spun through a wet-spinning process followed by an immersion postspinning drawing step show a work to fracture comparable with that of natural silkworm silk fibers in a wide range of spinning conditions. The mechanical behavior and microstructure of these high performance fibers have been characterized, and compared with those fibers produced through conventional spinning conditions. The comparison reveals that both sets of fibers share a common semicrystalline microstructure, but significant differences are apparent in the amorphous region. Besides, high performance fibers show a ground state and the possibility of tuning their tensile behavior. These properties are characteristic of spider silk and not of natural silkworm silk, despite both regenerated and natural silkworm silk share a common composition different from that of spider silk

Sequential origin in the high performance properties of spider dragline silk

Major ampullate (MA) dragline silk supports spider orb webs, combining strength and extensibility in the toughest biomaterial. MA silk evolved ~376 MYA and identifying how evolutionary changes in proteins influenced silk mechanics is crucial for biomimetics, but is hindered by high spinning plasticity. We use supercontraction to remove that variation and characterize MA silk across the spider phylogeny. We show that mechanical performance is conserved within, but divergent among, major lineages, evolving in correlation with discrete changes in proteins. Early MA silk tensile strength improved rapidly with the origin of GGX amino acid motifs and increased repetitiveness. Tensile strength then maximized in basal entelegyne spiders, ~230 MYA. Toughness subsequently improved through increased extensibility within orb spiders, coupled with the origin of a novel protein (MaSp2). Key changes in MA silk proteins therefore correlate with the sequential evolution high performance orb spider silk and could aid design of biomimetic fibers