Když se zmíní mušle, možná přijde na mysl pěkný talíř moules-frites, ale některé mlhy jsou chytřejší, než jsou chutné. Desítky druhů mušlí žijících ve sladké i slané vodě jsou obrovskou nepříjemností, která je známá tím, že se tvrdohlavě lepí na skály, mola a čluny a stopuje do nových lokalit. Ale nová recenze studií v časopise Matter naznačuje, že to, co dělá mušle tak šílící - jejich adhezivní síla - by mohlo mít nejrůznější aplikace ve strojírenství.
Susie Nelson ve společnosti NPR ve skutečnosti uvádí, že podvodní přilnavost mušlí je tak působivá, že je výsledkem celého studijního oboru nazývaného chemie inspirovaná mušlí. Vědci zhodnotili nedávný pokrok inspirovaný mlžníky a zjistili, že přilnavost mušlí by mohla mít nejrůznější aplikace, včetně čištění ropných skvrn, čištění vody a vytváření univerzálních červených krvinek.
Proč jsou mušle tak dobré, že se drží na skále a lodních vrtulích? Podle tiskové zprávy tato přilnavá síla pochází z tenkých vláken byssus, vláken, která používají k ulpívání na skalách a často označovaných jako „vousy“ mušlí. Tato vlákna používají aminokyselinovou skupinu zvanou dihydroxyfenylalanin nebo DOPA, která používá několik chemických triků, jako je vodíková vazba, která jí umožňuje vytvářet velmi těsnou vazbu se všemi druhy substrátů.
Na základě těchto vláken vyvinuli chemici umělou verzi muškátového lepidla zvaného polydopamin nebo PDA. A to jsou věci, pro které inženýři hledají nová využití.
Například spoluautor studie Seth Darling, ředitel Centra pro molekulární inženýrství v Argonne National Laboratory, experimentoval s PDA, aby vyčistil těžké kovy z vody, protože sloučenina odpuzuje nabité částice a přitahuje vodu, uvádí Nelsonova zpráva Nelsona. Vyladění materiálu by také mohlo vykonávat podobné čisticí funkce s organickými znečišťujícími látkami, patogeny a ropnými skvrnami, což je něco, co bylo testováno v malém měřítku.
"Pokud proti této membráně umístíte směs oleje a vody, olej se bude spontánně přenášet póry a voda zůstane pozadu, " říká Darling.
Podle tiskové zprávy skupina vědců v Číně také používá tento materiál k vývoji univerzálních červených krvinek, které by mohly být použity pro kohokoli bez ohledu na krevní typ. Povlak inspirovaný mušlovým lepidlem umístěným na krevních buňkách ho v podstatě schovává před imunitním systémem těla, který za normálních okolností útočí na nekompatibilní krvinky. Tento materiál by mohl mít také uplatnění při výrobě sluneční páry, ve kterém sluneční světlo přeměňuje vodu na páru. Tento proces může být použit k destilování a sterilizaci vody a může být také použit při výrobě energie.
Chemický inženýr společnosti Georgia Tech Blair Brettmann, který se studie nezúčastnil, sdělil Nelsonovi, že potenciální aplikace čištění vody jsou vzrušující a že materiály by také mohly vést k věcem, jako jsou lékařská lepidla, která mohou zůstat lepkavá ve vlhkém prostředí.
Stále však existují některé hlavní překážky budoucnosti mušlí inspirovaných, říká spoluautor Hao-Cheng Yang, inženýr na Sun Yat-Sen University.
"Navzdory jednoduchosti a účinnosti existují stále určitá omezení, " říká Yang. „K uskutečnění polymerace dopaminu jsou obvykle nutné alkalické podmínky, takže jej nelze použít na materiály, které jsou za alkalických podmínek nestabilní. Navíc je ukládání PDA časově náročný proces - vytvoření většiny povrchů materiálu trvá několik desítek hodin. “
Je také možné, že část přilnavosti mušlí pochází ze skutečnosti, že vytvářejí husté kolonie - agregace měkkýšů může kombinovat určité aminokyseliny, aby se kolonie stala ještě lepivější. V článku vědci tvrdí, že výroba dopaminu je drahá, takže navrhují materiály, které vědci hlouběji hledají na podobné rostlinné sloučeniny, jako je kyselina tříslová.
Jinými slovy, stále je toho co učit o lepkavosti mušlí před tím, než měkkýši vyjdou z našich talířů a do bioinženýrské budoucnosti.
