2019-07-10 23:09:01
贻贝正在激发新技术 可以帮助净化水和清理漏油

贻贝是臭名昭着的海上偷渡者,以破坏船体而闻名,但这些相同的粘合剂属性具有广泛的工程应用,中国和美国的科学家于7月10日在Matter杂志上发表评论。他们认为,贻贝线的化学反应激发了工程创新,解决了从清理漏油到处理污染水等各种问题。

贻贝通过使用细长的,令人惊讶的强壮的by丝线将自己附着在岩石上来抵御强大的海流和强大的海浪。这些线程的粘合能力归功于称为二羟基苯丙氨酸(DOPA)的氨基酸,其通过执行一系列分子体操(包括氢键和疏水和静电相互作用)而附着在表面上。

科学家发现DOPA可以通过这些相互作用粘附在各种固体基质上,多巴胺也是如此,这种分子与DOPA的结构相似。研究表明,多巴胺可以在各种基质上形成通用涂层,促使贻贝化学物质的生长成为材料表面工程和环境科学的强大新工具。

“中国中山大学化学工程与技术学院的研究员杨浩成说:”贻贝在海洋工业中被广泛认为是一种麻烦,因为它们将在水下表面进行定植。 “但从另一个角度来看,贻贝在水下基质上的牢固附着激发了仿生策略,以实现水中材料之间的强力粘合。”

各种以贻贝为灵感的创新已经在进行中。中国的一组研究人员已开发出一种通用的红细胞,可以被每种血型的人接受,通过使用贻贝涂层来保护细胞免受身体免疫系统的检测(从而防止破坏性)会导致免疫反应)。

其他研究成功地开发了用于分离油和水的优质材料,这有助于减少石油泄漏后对海洋环境的环境破坏。与一些以前开发的材料不同,研究人员认为这些贻贝驱动的创新可能适合大规模生产。贻贝也激发了水净化技术的进步。能够从废水中去除重金属,有机污染物和病原体的创新材料正在从聚合多巴胺开发出来,这种多巴胺很容易与这些污染物或具有这种捕获性质的其他材料结合。

然而,尽管贻贝的结合特性激发了各种近期的研究,但在它们应用于现实世界之前仍然必须克服挑战。科学家们仍在努力充分了解贻贝驱动的化学物质(如聚多巴胺)的结构 - 性质关系,并了解影响其粘附特性的氨基酸之间复杂的相互作用网络。

“尽管简单和有效,但仍存在一些固有的局限性,”杨说。 “通常需要碱性条件来实现多巴胺的聚合,因此不能应用于在碱性条件下不稳定的材料。此外,PDA的沉积是一个耗时的过程 - 形成均匀涂层需要数十小时在大多数材料表面上。“

一些研究人员希望通过寻找聚多巴胺(如多酚)的低成本,稳定和安全的替代品来克服这些挑战。

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