Muscheln könnten helfen, Ölverschmutzungen zu beseitigen
Muscheln könnten helfen, Ölverschmutzungen zu beseitigen
Anonim

Erkenntnisse aus wissenschaftlichen Studien darüber, wie sich Meeresmuscheln trotz des unaufhörlichen Wellenschlags an nassen Felsen kleben, haben zu neuen Anwendungen für diese schmackhaften Muscheln geführt, beispielsweise zur Beseitigung von Ölverschmutzungen.

Die legendäre Klebrigkeit dieser Weichtiere ist der Ausgangspunkt für eine Studie einer Forschergruppe, die sich auf die Wasserreinigung konzentriert. Von Interesse für diese Forscher ist die chemische Wechselwirkung zwischen Substanzen, die Muscheln unter Wasser anhaften lässt, was eine beachtliche Leistung ist.

„Für die meisten Leute ist es intuitiv, dass man, wenn man versucht, Dinge zusammenzukleben, nicht einmal versucht, es unter Wasser zu tun“, sagte J. Herbert Waite, ein angesehener Professor an der University of California, Santa Barbara, der die Biochemie mariner Organismen.

„Der Hauptgrund ist, dass Wasser als Molekül mehr und besser als die meisten Klebstoffe an Oberflächen haftet.“

Waite sagte, dass Ingenieure besser verstehen können, wie Oberflächen mit Substanzen im Wasser interagieren, indem sie untersuchen, wie Muscheln unter dem Meer klebrig werden. Diese Erkenntnisse könnten zur Entwicklung von Materialien führen, die helfen können, Wasser von Verunreinigungen zu trennen.

Die Klebrigkeit von Muscheln ist auf Stränge zurückzuführen, die Byssusfäden genannt werden. Diese Strähnen strömen wie eine Masse strähniger Haare aus ihren Schalen. Jeder Faden enthält eine Aminosäuregruppe namens DOPA, die ihm hilft, sich fest an fast jede Oberfläche unter Wasser zu binden.

Ingenieuren ist es gelungen, das von Muscheln abgesonderte DOPA nachzuahmen. Sie nahmen Dopamin (das gleiche Dopamin, das eine Rolle in der Belohnungsschaltung unseres Gehirns spielt) und verwendeten es, um eine Chemikalie namens Polydopamin oder PDA zu synthetisieren.

Sie fanden heraus, dass PDA zu einem Klebstoff verarbeitet werden kann, der dem von Byssusfäden einer Muschel ähnelt.

Seth Darling, ein Co-Autor der Studie, und seine Kollegen erforschten die Verwendung von PDA, um eine Schnittstelle zu schaffen, die geladene Teilchen abstößt und Wasser anzieht. Diese Technologie könnte die Reinigung von mit Schwermetallen belastetem Abwasser ermöglichen.

Andere Teams arbeiten an Membranen, die Öl anziehen, aber Wasser abstoßen, eine Technologie, die bei der Bekämpfung von Ölverschmutzungen nützlich sein könnte. Die Technologie wurde erfolgreich bei kleinen Ölverschmutzungen getestet.

"Wenn Sie eine Öl-Wasser-Mischung gegen diese Membran legen, wird das Öl spontan durch die Poren übertragen und das Wasser bleibt zurück", sagte Darling, Direktor des Center for Molecular Engineering am Argonne National Laboratory.

Miesmuscheln

Forscher sind sich einig, dass diese Materialien effizienter werden müssen, bevor sie in der Praxis eingesetzt werden.

Darling und seine Kollegen finden die Herausforderungen der von Muscheln inspirierten Chemie spannend. Er sagte, es gäbe noch so viel mehr über die Klebrigkeit von Muscheln zu lernen.

Er und sein Team erfuhren auch, dass Muscheladhäsion so gut funktionieren könnte, weil Muscheln als Kolonien zusammenarbeiten und verschiedene Aminosäuren kombinieren, um die Klebrigkeit zu verbessern.

„Mutter Natur ist oft schlauer als wir, weil sie Milliarden von Jahren hatte, um Lösungen zu finden“, sagte Darling. "Wir lernen immer noch von Muscheln."

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