by Cell Press

7月10日，中國和美國的科學家在《物質(zhì)》雜志上發(fā)表的評論中寫道，貽貝是眾所周知的破壞船體的海上偷渡者，但這些同樣的粘性物質(zhì)在工程上有著廣泛的應(yīng)用。他們認為，貽貝線的化學成分正在激發(fā)工程創(chuàng)新，以解決各種各樣的問題，從清理漏油到處理受污染的水。

貽貝能承受強大的水流和強大的海浪，它們用一簇又細又硬的比蘇斯線把自己固定在巖石上。這些線的粘附力歸功于一種叫做二羥基苯丙氨酸（DOPA）的氨基酸，這種氨基酸通過一系列分子體操（包括氫鍵和疏水和靜電相互作用）附著在表面。

科學家發(fā)現(xiàn)DOPA可以通過這些相互作用粘附在各種固體基質(zhì)上，多巴胺也是如此，這種分子與DOPA的結(jié)構(gòu)相似。研究表明，多巴胺可以在各種基質(zhì)上形成通用涂層，促使貽貝化學物質(zhì)的生長成為材料表面工程和環(huán)境科學的強大新工具。

“中國中山大學化學工程與技術(shù)學院的研究員 Hao-Cheng Yang 說：”貽貝在海洋工業(yè)中被廣泛認為是一種麻煩，因為它們將在水下表面進行定植。 “但從另一個角度來看，貽貝在水下基質(zhì)上的牢固附著激發(fā)了仿生策略，以實現(xiàn)水中材料之間的強力粘合。”

各種以貽貝為靈感的創(chuàng)新已經(jīng)在進行中。中國的一組研究人員已開發(fā)出一種通用的紅細胞，可以被每種血型的人接受，通過使用貽貝涂層來保護細胞免受身體免疫系統(tǒng)的檢測（從而防止破壞性免疫反應(yīng)）。

其他研究成功地開發(fā)了用于分離油和水的優(yōu)質(zhì)材料，這有助于減少石油泄漏后對海洋環(huán)境的環(huán)境破壞。與一些以前開發(fā)的材料不同，研究人員認為這些貽貝驅(qū)動的創(chuàng)新可能適合大規(guī)模生產(chǎn)。貽貝也激發(fā)了水凈化技術(shù)的進步。能夠從廢水中去除重金屬，有機污染物和病原體的創(chuàng)新材料正在從聚合多巴胺開發(fā)出來，這種多巴胺很容易與這些污染物或具有這種捕獲性質(zhì)的其他材料結(jié)合。

然而，盡管貽貝的結(jié)合特性激發(fā)了各種近期的研究，但在它們應(yīng)用于現(xiàn)實世界之前仍然必須克服挑戰(zhàn)�？茖W家們?nèi)栽谂�力充分了解貽貝驅(qū)動的化學物質(zhì)（如聚多巴胺）的結(jié)構(gòu) - 性質(zhì)關(guān)系，并了解影響其粘附特性的氨基酸之間復雜的相互作用網(wǎng)絡(luò)。

“盡管簡單和有效，但仍存在一些固有的局限性，” Yang 說。 “通常需要堿性條件來實現(xiàn)多巴胺的聚合，因此不能應(yīng)用于在堿性條件下不穩(wěn)定的材料。此外，PDA的沉積是一個耗時的過程 - 形成均勻涂層需要數(shù)十小時在大多數(shù)材料表面上。“

一些研究人員希望通過尋找聚多巴胺（如多酚）的低成本，穩(wěn)定和安全的替代品來克服這些挑戰(zhàn)。

More information: Matter, Wang and Yang et al.: "Mussel-Inspired Surface Engineering for Water-Remediation Materials" https://www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385(19)30027-X , DOI: 10.1016/j.matt.2019.05.002

原文鏈接：https://phys.org/news/2019-07-mussels-technology-purify-oil.html

聲明：本文由仁達化工編譯，中文內(nèi)容僅供參考，一切內(nèi)容以英文原版為準。