Nathan Gianneschin laboratorio pyrki syntetisoimaan melaniinia, joka matkisi
Melaniinia on löydetty elävistä organismeistaihomme ja silmämme takaosa ja pigmentteinä monissa eläimissä ja kasveissa. Sillä on myös rooli lajien suojelemisessa ympäristötekijöiltä. Kilpikonnapäiset merikäärme raidat tummuvat esimerkiksi pilaantuneen veden läsnä ollessa, ja teollisuusalueilla elävät perhoset muuttuvat mustiksi, kun solut imevät myrkkyjä nokesta. Tutkijat pohtivat, voisiko tämän tyyppistä biomateriaalia tehdä enemmän kuin sieni näiden ominaisuuksien optimoimiseksi, ja onko luonnossa jo olemassa huokoisia melaniineja.
”Melaniinin tehtävä ei ole aina eikä kaikessatapaukset ovat täysin tiedossa. Se on ehdottomasti ihmisen ihon radikaalien poistaja ja suojaa myös ultraviolettisäteilyltä. Nyt olemme synteesin ansiosta löytäneet tämän jännittävän materiaalin, joka saattaa hyvinkin olla olemassa luonnossa. Sienet voivat luoda tätä materiaalia antaakseen soluilleen mekaanista lujuutta, mutta se on huokoista, jolloin ravinteet pääsevät läpi."
Nathan Gianneschi, kansainvälisen nanoteknologiainstituutin apulaisjohtaja.
Kyky luoda tämä materiaali laboratoriossaon rohkaisevaa monista syistä. Tyypillisissä huokoisissa materiaaleissa hiukkaset adsorboituvat vain pinnallisesti. Mutta huokoiset materiaalit, kuten allomelaniini, absorboivat ja vangitsevat ei-toivottuja myrkkyjä samalla, kun ravinteiden, kuten ilman, veden ja ravinteiden, läpi kulkee. Tämä voisi antaa valmistajille mahdollisuuden luoda hengittäviä suojapinnoitteita univormuille.
Oikeissa olosuhteissa melaniini näyttäätyhjät tai voivat sisältää mitä näyttää olevan tyhjiä elektronimikroskopialla. Kun ryhmä törmäsi synteettiseen materiaaliin, he alkoivat kokeilla materiaalien huokoisuutta ja selektiivisyyttä adsorboimaan molekyylejä näihin aukkoihin.
Keskeisen demon aikana joukkue pystyiosoittavat, että uusi huokoinen melaniini toimii suojapinnoitteena, mikä estää hermokaasun jäljittelijöiden tunkeutumisen. Tämän tutkimuksen innoittamana tutkijat eristivät sitten luonnossa esiintyvän melaniinin sienisoluista. Tämä tehtiin syövyttämällä biomateriaali sisältä, jättäen kuori, joka sisälsi melaniinia. Sitten he kutsuivat näitä rakenteita "sieni-haamuiksi", koska vaikeasti ymmärrettävä ontto muoto muistuttaa "Casperia" samannimisestä sarjakuvasta. Sienistä saatua materiaalia voidaan käyttää myös suojakerroksena kankaissa. On huomionarvoista, että materiaali pysyy hengittävänä, vettä läpäisevänä ja vangitsee myrkkyjä.
Tämän materiaalin toinen etu onsen yksinkertaisuus, koska se on helppo valmistaa ja skaalata yksinkertaisista molekyyliesiasteista. Tulevaisuudessa sitä voidaan käyttää suojanaamareiden ja kasvosuojusten valmistamiseen, ja se voi löytää sovelluksen avaruusmatkoille pitkiä matkoja. Avaruudessa olevat päällystemateriaalit antavat astronauttien kerätä uloshengittyviä myrkkyjä samalla kun suojautuvat haitalliselta säteilyltä, mikä vähentää jätettä ja painoa.
Se on myös askel kohti selektiivisiä kalvojamonimutkainen tutkimusalue, jonka tavoitteena on tuottaa sellaisia yhdisteitä kuin vesi ja antaa mineraalien kulkea läpi ja estää raskasmetallit, kuten elohopea.
Jatka lukemista:
- Ensimmäinen panoraama Marsista on ilmestynyt. Se koostuu 142 valokuvasta!
- Katso uudet Mars-kuvat kiinalaisesta koettimesta "Tianwen-1"
- Tutkijat ovat oppineet tulostamaan luita ihmiskehoon