홍합들이 우리에게 기름 유출을 청소하는 방법을 가르쳐 줄 수 있습니까?

홍합들이 우리에게 기름 유출을 청소하는 방법을 가르쳐 줄 수 있습니까?

홍합은 해산물 애호가들 사이에서 인기가 있을지 모르지만, 많은 보행자들은 해충을 고려합니다. 그들은 배 밑바닥을 식민지화하고 수도관을 막으며 모터에 고착합니다.

하지만 화학 엔지니어들에게는 매우 똑같은 속성들이 홍합을 기이하게 만듭니다. 그들은 거의 모든 표면 과 수중에 머무를 수 있습니다. 홍합 생물학의 실용적인 응용에 대한 연구는 매우 널리 퍼져있어 특별한 용어가 있습니다 : 홍합을 소재로 한 화학 .

그리고 최근 연구자들은 홍합이 물질에 어떻게 달라 붙는가를 연구하면 최근에 홍합에 영감을 얻은 화학 발전에 대한 리뷰에 따르면, 이번 주 에 Matter 지에 게재되어 수질 오염 문제를 해결하는 데 도움이 될 것이라고 믿습니다 . 여전히 연구 된 대부분의 기술은 널리 적용 할 수 없지만, 홍합에 영감을 얻은 물 정화 분야에 대한 연구는 큰 기대를 보여줍니다.

세계 경제 포럼은 오늘날 지구가 직면하고 있는 가장 큰 사회적 위험 중 하나 인 깨끗한 물에 대한 부적절한 접근을 요구 합니다. 그리고 기후 변화, 인구 증가 및 산업 생산 증가로 물 접근은 더욱 악화 될 것입니다. 따라서 과학자들은 막과 흡수제 (오일을 흡수하는 물질) 와 같은 고체 물질과 어떻게 상호 작용 하는지를 연구하여 효율적인 물 세척 방법을 찾아 내려고 노력해 왔습니다 .

홍합의 찰과상은 물 정화에 관심있는 사람들을위한 주요 연구 재료입니다. 해양 생물의 생화학을 연구하고있는 산타 바바라의 캘리포니아 대학 (University of California, Santa Barbara)의 저명한 교수 인 J. Herbert Waite 는 물질 사이의 화학적 상호 작용으로 수중까지도 고착시킬 수 있다고 말합니다 .

Waite는 "대부분의 사람들은 물건을 서로 붙이려고해도 물속에서 해보려하지 않습니다. "주된 이유는 분자로서의 물이 대부분의 접착제보다 표면에 달라 붙는 것을 좋아한다는 것입니다." 홍합이 바다 아래에서 끈적 거리는 것을 만드는 방법을 연구함으로써, 엔지니어는 물이 표면에서 물질과 상호 작용하는 방식을 더 잘 이해할 수 있으며 궁극적으로 오염 물질과 물을 분리하는 데 도움이되는 물질을 만들 수 있습니다.

홍합의 점착성은 다음과 같이 작용합니다 : 그들은 야생의 끈적 끈적한 수염 털 처럼 껍데기에서 흘러 나오는 바이 쓰스 쓰레드 (byssus thread)라는 가닥을 사용하여 표면에 달라 붙습니다 . 각 실에는 DOPA라고 불리는 아미노산 그룹이 들어있어 물속의 거의 모든 표면에 잘 결합 할 수 있습니다.

엔지니어들은 홍합이 도파민 (뇌의 보상 회로에 작용하는 도파민)을 복용하고 폴리 도파민 (polydopamine, PDA)이라는 화학 물질을 합성하는 데 사용함으로써 도파를 모방 할 수있었습니다. 그리고 PDA는 담치의 비스 사스 실과 비슷한 접착제로 변할 수 있습니다.

물과 PDA로 많은 일을 할 수 있습니다. 예를 들어 연구 공동 저자 인 Seth Darling 과 그의 동료들은 PDA를 사용하여 하전 된 입자를 밀어 내고 물을 끌어들이는 인터페이스를 만드는 방법을 모색했습니다. 이 기술은 중금속으로 오염 된 폐수를 정화하는 데 도움이 될 수 있습니다. 다른 그룹은 기름 유인 멤브레인을 연구하고 있지만 기름 유출 문제를 해결할 때 유용 할 수있는 기술인 물을 물리 치고 있습니다.

Argonne National Laboratory의 분자 공학 센터 (Center for Molecular Engineering) 의 Darling 이사는 "만약 당신이 그 막에 대해 유수 혼합물을 넣으면, 그 유분은 모공을 통해 자발적으로 전달할 것이고 물은 뒤에 남을 것이다 . (현재까지,이 기술은 작은 시뮬레이션 오일 유출에만 사용되었다고 그는 말합니다).

이 연구에 참여하지 않은 조지아 공대의 화학 공학자이자 조교수 인 블레어 브렛 만 (Blair Brettmann)은이 검토는 물 정화를위한 흥미 진진한 발전을 지적했다.

"[이 자료를 가지고 할 수있는 많은 것들이 있습니다.] [이 분야에 적용되는 것을 보니 대단합니다.]"라고 그녀는 말합니다. Brettmann은 젖은 환경에서 의료용 접착제로 쓰이는 홍합 고무 재료를 보았다고 말합니다.

Brettmann과 Darling은 이러한 자료가 실용화되기 전에 더 효율적으로되어야한다는 것에 동의합니다.

Darling과 그의 동료들은 홍합에서 영감을 얻은 화학 물질이 직면 한 어려움을 발견했습니다. 그는 홍합이 배워야 할 찰과상에 대해 훨씬 더 많은 것이 있다고 말합니다. 예를 들어, 그들의 접착력은 식민지로 협력하고 끈적 거리기를 강화하기 위해 다른 아미노산을 결합하기 때문에 아주 잘 작동 할 수 있습니다.

"대개 어머니 자연은 우리보다 더 똑똑합니다. 왜냐하면 그녀는 해결책을 찾기 위해 수십억 년이 걸렸기 때문입니다."라고 Darling은 말합니다. "우리는 여전히 홍합을 배우고 있습니다."