A kagylók említésekor eszébe jut egy finom moule -frites tányér, ám néhány kagyló peskier, mint ízletes. Az édes- és a sós vízben élő tucatnyi kagylófaj hatalmas kellemetlenséget okoz, ismert makacsul ragaszkodni a sziklákhoz, mólókhoz és csónakokhoz, és autostoppolni őket új helyekre. De a Matter folyóirat tanulmányainak új áttekintése azt sugallja, hogy a kagyló annyira őrült - ragasztóerejük - mindenféle alkalmazást igénybe vehet a mérnöki munkában.
Valójában Susie Nelson az NPR-nél arról számol be, hogy a kagyló víz alatti tapadási képessége annyira lenyűgöző, hogy egy egész kutatási területet született, amelyet kagyló ihlette kémiának hívtak. A kutatók áttekintették a kagylók által inspirált közelmúltbeli fejleményeket, és úgy találták, hogy a kagyló tapadásának mindenféle felhasználása lehet, beleértve az olajszennyezés tisztítását, a víz tisztítását és az univerzális vörösvértestek létrehozását.
Miért vannak olyan kagylók, amelyek ragaszkodnak a sziklákhoz és a hajócsavarokhoz? A sajtóközlemény szerint ez a tapadási képesség vékony Byssus-szálakból, filamentumokból származik, amelyeket a sziklákhoz ragaszkodnak, és amelyeket gyakran a kagyló "szakállának" hívnak. Ezek a szálak egy dihidroxi-fenil-alanin vagy DOPA nevű aminosavcsoportot használnak, amely néhány kémiai trükköt alkalmaz, például a hidrogénkötést, amely lehetővé teszi szuper-szoros kötés kialakítását mindenféle szubsztrátummal.
Ezen szálak alapján a vegyészek kifejlesztették a kagylóragasztó polidopaminnak vagy PDA-nak nevezett mesterséges változatát. És ez a cucc, amelyre a mérnökök új felhasználási területeket találnak.
A tanulmány társszerzője, Seth Darling, az Argonne Nemzeti Laboratórium Molekuláris Műszaki Központjának igazgatója például a PDA-val kísérletezte a nehézfémek vízből történő tisztítását, mivel a vegyület taszítja a töltött részecskéket és vonzza a vizet - jelentette az NPR Nelson. Az anyag finomítása hasonló tisztítási funkciókat is végezhet szerves szennyező anyagokkal, kórokozókkal és olajszennyezéssel, amit kismértékben teszteltünk.
"Ha egy olaj-víz keveréket e membrán ellen helyez, az olaj spontán módon továbbjut a pórusokon, és a víz hátramarad" - mondja Darling.
A sajtóközlemény szerint Kínában egy tudósok egy csoportja is felhasználja az anyagot egy univerzális vörösvértestek kifejlesztésére, amelyet bárki felhasználhat, vércsoportjától függetlenül. A vérsejtre helyezett kagylóragasztó által inspirált bevonat lényegében elrejti a test immunrendszerétől, amely rendszerint támadja meg az összeférhetetlen vérsejteket. Az anyag alkalmazható lehet a napgőz-előállítás során is, amelyben a napfény a vizet gőzzé alakítja. Ez az eljárás felhasználható a víz desztillálására és sterilizálására, valamint energiatermelésre is.
A Georgia Tech vegyészmérnöke, Blair Brettmann, aki nem vett részt a vizsgálatban, elmondja Nelsonnak, hogy a víztisztító alkalmazások izgalmasak lehetnek, és az anyagok dolgokhoz is vezethetnek, például az orvosi ragasztók, amelyek nedves környezetben ragacsosak maradhatnak.
De továbbra is vannak néhány akadálya a kagyló ihlette jövőnek - mondja Hao-Cheng Yang, a Sun Yat-Sen Egyetem mérnöke.
"Az egyszerűség és a hatékonyság ellenére vannak még benne rejlő korlátozások" - mondja Yang. „A dopamin polimerizációjának megvalósításához általában lúgos körülményekre van szükség, tehát nem alkalmazható olyan anyagokra, amelyek lúgos körülmények között instabilok. Sőt, a PDA lerakódása időigényes folyamat - több tíz órát vesz igénybe, hogy a legtöbb anyagfelületen egységes bevonatot hozzon létre. "
Az is előfordulhat, hogy a kagyló ragadóképességének egy része abból a tényből származik, hogy sűrű kolóniákat képeznek - a puhatestűek aggregációja egyes aminosavakat kombinálhat, hogy a kolónia még tapadékonyabbá váljon. A tanulmányban a kutató szerint a dopamin elõállítása drága, ezért azt javasolják, hogy az anyagtudósok mélyebben vizsgálják meg a hasonló növényi alapú vegyületeket, mint például a csersav.
Más szavakkal: még sok mindent meg kell tanulni a kagyló ragaszthatóságáról, mielőtt a puhatestűek leesnek a tányéroinktól és a biológiailag tervezett jövőbe.
