Când se menționează midii, s- ar putea să vină în minte o farfurie frumoasă de muce-frites, dar unele bivalve sunt mai pescuite decât gustoase. Zeci de specii de midii care trăiesc atât în apa dulce cât și în apa sărată sunt o pacoste uriașă, cunoscută pentru că se lipesc cu încăpățânare de stânci, stâlpi și bărci și își croiește drumul spre noi localuri. Dar o nouă recenzie a studiilor din revista Matter sugerează ceea ce face ca mușchii să se înnebunească - puterea lor de adeziv - să poată avea tot felul de aplicații în inginerie.
De fapt, Susie Nelson de la NPR raportează că puterea de lipire sub formă de apă a midii este atât de impresionantă, că a generat un întreg domeniu de studiu numit chimie inspirată de midii. Cercetătorii au examinat progresele recente inspirate de bivalve, descoperind că lipicioarea midii ar putea avea tot felul de aplicații, inclusiv curățarea deversărilor de ulei, purificarea apei și crearea unei globule roșii universale.
De ce sunt midii atât de buni să se agațe de stânci și elice pentru bărci? Potrivit unui comunicat de presă, acea putere de lipire provine din fire subțiri de byssus, filamente pe care le folosesc pentru a se lipi de roci și deseori denumite „barba” muschiului. Aceste fire folosesc un grup de aminoacizi numit dihidroxifenilalanină sau DOPA, care folosește câteva trucuri de chimie, precum legătura cu hidrogenul, care îi permite să formeze o legătură super-strânsă cu tot felul de substraturi.
Pe baza acestor fire, chimiștii au dezvoltat o versiune artificială a adezivului pentru midii numit polidopamină sau PDA. Și acestea sunt lucrurile pentru care inginerii își găsesc noi utilizări.
Coautorul studiului, Seth Darling, director al Centrului pentru Inginerie Moleculară din Laboratorul Național Argonne, de exemplu, a experimentat cu PDA pentru curățarea metalelor grele din apă, deoarece compusul respinge particulele încărcate și atrage apă, raportează NPR din Nelson. Pregătirea materialului ar putea, de asemenea, să îndeplinească funcții similare de curățare cu poluanți organici, agenți patogeni și cu deversări de ulei, ceva care a fost testat la scară mică.
„Dacă puneți un amestec ulei-apă împotriva acelei membrane, uleiul se va transmite spontan prin pori, iar apa va rămâne în urmă”, spune Darling.
Potrivit comunicatului de presă, un grup de oameni de știință din China folosește de asemenea materialul pentru a dezvolta o globulă roșie universală, care ar putea fi utilizată pentru oricine, indiferent de tipul de sânge. O acoperire inspirată de adezivul de midie plasat pe celula din sânge îl ascunde în esență de sistemul imunitar al organismului, care în mod normal atacă celulele sanguine incompatibile. Materialul ar putea avea și aplicații în generarea de aburi solare, în care lumina soarelui transformă apa în abur. Acest proces poate fi utilizat pentru distilarea și sterilizarea apei și poate fi utilizat și în generarea de energie.
Inginerul chimic Georgia Tech, Blair Brettmann, care nu a fost implicat în studiu, îi spune lui Nelson că potențialele aplicații de curățare a apei sunt interesante, iar materialele ar putea duce și la lucruri, precum adezivii medicali care pot rămâne lipicioși într-un mediu umed.
Dar mai există câteva blocaje majore către un viitor inspirat de midii, spune co-autorul Hao-Cheng Yang, un inginer la Universitatea Sun Yat-Sen.
„În ciuda simplității și eficacității, există încă unele limitări inerente”, spune Yang. „Condițiile alcaline sunt de obicei necesare pentru a realiza polimerizarea dopaminei, deci nu poate fi aplicată materialelor instabile în condiții alcaline. Mai mult, depunerea PDA este un proces care consumă timp - durează zeci de ore pentru a forma un strat uniform pe majoritatea suprafețelor materialului. "
Este, de asemenea, posibil ca o parte din puterea de lipire a midii să provină din faptul că formează colonii dense - agregarea moluștelor poate combina anumiți aminoacizi pentru a face colonia și mai adezivă. În lucrare, cercetătorul spune că dopamina este costisitoare de produs, așa că sugerează că oamenii de știință din materiale arăta mai adânc în compuși similari pe bază de plante precum acidul tanic.
Cu alte cuvinte, încă mai sunt multe de învățat despre lipidia muschiului înainte ca moluștele să se desprindă de pe plăcile noastre și într-un viitor bioinginer.
