Laboratorium Nathana Gianneschiego postanowiło zsyntetyzować melaninę, która będzie naśladować tę, która była
Melanina została znaleziona w żywych organizmach nanaszą skórę i tył naszych oczu oraz jako barwniki u wielu zwierząt i roślin. Odgrywa również rolę w ochronie gatunków przed czynnikami środowiskowymi. Pasy węża morskiego z głową żółwia ciemnieją na przykład w obecności zanieczyszczonej wody, a motyle żyjące na obszarach przemysłowych czernieją, gdy ich komórki absorbują toksyny z sadzy. Naukowcy zastanawiali się, czy ten rodzaj biomateriału można zrobić bardziej jak gąbkę, aby zoptymalizować te właściwości i czy gąbczaste melaniny już istnieją w naturze.
„Funkcja melaniny nie zawsze i nie we wszystkich jest takaprzypadków jest w pełni znany. Zdecydowanie jest zmiataczem rodników w ludzkiej skórze, a także chroni przed promieniowaniem ultrafioletowym. Teraz, dzięki syntezie, odkryliśmy ten ekscytujący materiał, który może istnieć w naturze. Grzyby mogą wytwarzać ten materiał, aby zapewnić swoim komórkom wytrzymałość mechaniczną, ale jest on porowaty, co umożliwia przenikanie składników odżywczych.
Nathan Gianneschi, zastępca dyrektora Międzynarodowego Instytutu Nanotechnologii.
Możliwość stworzenia tego materiału w laboratoriumzachęcające z wielu powodów. W typowych materiałach nieporowatych cząstki są adsorbowane tylko powierzchownie. Ale porowate materiały, takie jak allomelanina, pochłaniają i wychwytują niepożądane toksyny, jednocześnie przepuszczając składniki odżywcze, takie jak powietrze, woda i składniki odżywcze. Mogłoby to umożliwić producentom tworzenie oddychających powłok ochronnych do mundurów.
W odpowiednich warunkach melanina wyglądapusty lub może zawierać coś, co wydaje się być puste w mikroskopie elektronowym. Kiedy zespół natknął się na materiał syntetyczny, zaczął eksperymentować z porowatością i selektywnością materiałów do adsorpcji cząsteczek w tych pustych przestrzeniach.
Podczas kluczowej demonstracji zespół był w stanie:pokazują, że nowa porowata melanina będzie działać jak powłoka ochronna, hamując przenikanie naśladowców gazów nerwowych. Zainspirowani tym wynikiem naukowcy następnie wyizolowali naturalnie występującą melaninę z komórek grzybów. Dokonano tego poprzez wytrawienie biomateriału od wewnątrz, pozostawiając powłokę zawierającą melaninę. Następnie nazwali te struktury „duchami grzybów”, ponieważ nieuchwytny, pusty kształt przypomina „Casper” z kreskówki o tej samej nazwie. Materiał pozyskiwany z grzybów można również wykorzystać jako warstwę ochronną w tkaninach. Na uwagę zasługuje fakt, że materiał pozostaje oddychający, przepuszczalny dla wody i zatrzymuje toksyny.
Kolejną zaletą tego materiału jestjego prostota, ponieważ jest łatwy do wytwarzania i skalowania z prostych prekursorów molekularnych. W przyszłości może służyć do produkcji masek ochronnych i osłon twarzy, a także może znaleźć zastosowanie w podróżach kosmicznych na duże odległości. Materiały powłokowe w kosmosie pozwolą astronautom na gromadzenie toksyn, które wydychają, jednocześnie chroniąc się przed szkodliwym promieniowaniem, co zmniejsza ilość odpadów i wagę.
To także krok w kierunku selektywnych membran, bardzozłożony obszar badań, którego celem jest wytwarzanie związków, takich jak woda, i przepuszczanie minerałów, blokując metale ciężkie, takie jak rtęć.
Czytaj:
- Pojawiła się pierwsza panorama Marsa. Zawiera 142 zdjęcia!
- Obejrzyj nowe zdjęcia Marsa z chińskiej sondy „Tianwen-1”
- Naukowcy nauczyli się, jak drukować kości w ludzkim ciele