Das Labor von Nathan Gianneschi machte sich daran, Melanin zu synthetisieren, das das Melanin nachahmt, das
Melanin wurde in lebenden Organismen am gefundenunsere Haut und unser Augenhintergrund und als Pigmente bei vielen Tieren und Pflanzen. Es spielt auch eine Rolle beim Schutz der Arten vor Umweltfaktoren. Schildkrötenköpfige Seeschlangenstreifen verdunkeln sich beispielsweise in Gegenwart von verschmutztem Wasser, und in Industriegebieten lebende Schmetterlinge werden schwarz, wenn ihre Zellen Giftstoffe aus dem Ruß aufnehmen. Die Forscher fragten sich, ob diese Art von Biomaterial eher wie ein Schwamm hergestellt werden könnte, um diese Eigenschaften zu optimieren, und ob es in der Natur bereits schwammige Melanine gibt.
"Die Funktion von Melanin ist nicht immer und in allen Fällen vollständig bekannt.Es ist definitiv ein Radikalfänger in der menschlichen Haut und schützt auchDank der Synthese haben wir dies nun entdecktspannendes Material, das es in der Natur durchaus geben kann.Dieses Material herzustellen, um ihren Zellen mechanische Festigkeit zu verleihen, aber es ist porös und nährstoffdurchlässig."
Nathan Gianneschi, stellvertretender Direktor des Internationalen Instituts für Nanotechnologie.
Die Fähigkeit, dieses Material im Labor zu erstellenist aus einer Reihe von Gründen ermutigend. In typischen nicht porösen Materialien werden Partikel nur oberflächlich adsorbiert. Poröse Materialien wie Allomelanin absorbieren und fangen unerwünschte Toxine ein und lassen Nährstoffe wie Luft, Wasser und Nährstoffe durch. Dies könnte es Herstellern ermöglichen, atmungsaktive Schutzbeschichtungen für Uniformen herzustellen.
Unter den richtigen Bedingungen sieht Melanin ausHohlräume oder können scheinbar Hohlräume enthalten, die in der Elektronenmikroskopie als Hohlräume erscheinen. Als das Team auf ein synthetisches Material stieß, begann es mit der Porosität und Selektivität der Materialien zu experimentieren, um Moleküle an diesen Hohlräumen zu adsorbieren.
Während einer wichtigen Demo konnte das Teamzeigen, dass das neue poröse Melanin als Schutzbeschichtung wirkt und das Eindringen von Nervengas-Mimetika hemmt. Inspiriert von diesem Ergebnis isolierten die Wissenschaftler dann natürlich vorkommendes Melanin aus Pilzzellen. Dies erfolgte durch Ätzen des Biomaterials von innen, wobei eine Melanin enthaltende Hülle zurückblieb. Sie nannten diese Strukturen dann "Pilzgeister", weil die schwer fassbare hohle Form "Casper" aus dem gleichnamigen Cartoon ähnelt. Das aus Pilzen gewonnene Material kann auch als Schutzschicht in Stoffen verwendet werden. Es ist bemerkenswert, dass das Material atmungsaktiv und wasserdurchlässig bleibt und Giftstoffe einfängt.
Ein weiterer Vorteil dieses Materials istseine Einfachheit, weil es leicht herzustellen und aus einfachen molekularen Vorläufern zu skalieren ist. In Zukunft können damit Schutzmasken und Gesichtsschutzschilde hergestellt werden, und es kann in der Raumfahrt über große Entfernungen Anwendung finden. Die Beschichtungsmaterialien im Weltraum ermöglichen es Astronauten, die Giftstoffe, die sie ausatmen, anzusammeln und sich gleichzeitig vor schädlicher Strahlung zu schützen, wodurch Abfall und Gewicht reduziert werden.
Es ist auch ein Schritt in Richtung selektiver Membranen, sehrEin komplexes Forschungsgebiet, das darauf abzielt, Verbindungen wie Wasser herzustellen und Mineralien durchzulassen, wodurch Schwermetalle wie Quecksilber blockiert werden.
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