by Cell Press

7月10日，中國和美國的科學家在《物質》雜志上發表的評論中寫道，貽貝是眾所周知的破壞船體的海上偷渡者，但這些同樣的粘性物質在工程上有著廣泛的應用。他們認為，貽貝線的化學成分正在激發工程創新，以解決各種各樣的問題，從清理漏油到處理受污染的水。

貽貝能承受強大的水流和強大的海浪，它們用一簇又細又硬的比蘇斯線把自己固定在巖石上。這些線的粘附力歸功于一種叫做二羥基苯丙氨酸（DOPA）的氨基酸，這種氨基酸通過一系列分子體操（包括氫鍵和疏水和靜電相互作用）附著在表面。

科學家發現DOPA可以通過這些相互作用粘附在各種固體基質上，多巴胺也是如此，這種分子與DOPA的結構相似。研究表明，多巴胺可以在各種基質上形成通用涂層，促使貽貝化學物質的生長成為材料表面工程和環境科學的強大新工具。

“中國中山大學化學工程與技術學院的研究員 Hao-Cheng Yang 說：”貽貝在海洋工業中被廣泛認為是一種麻煩，因為它們將在水下表面進行定植。 “但從另一個角度來看，貽貝在水下基質上的牢固附著激發了仿生策略，以實現水中材料之間的強力粘合。”

各種以貽貝為靈感的創新已經在進行中。中國的一組研究人員已開發出一種通用的紅細胞，可以被每種血型的人接受，通過使用貽貝涂層來保護細胞免受身體免疫系統的檢測（從而防止破壞性免疫反應）。

其他研究成功地開發了用于分離油和水的優質材料，這有助于減少石油泄漏后對海洋環境的環境破壞。與一些以前開發的材料不同，研究人員認為這些貽貝驅動的創新可能適合大規模生產。貽貝也激發了水凈化技術的進步。能夠從廢水中去除重金屬，有機污染物和病原體的創新材料正在從聚合多巴胺開發出來，這種多巴胺很容易與這些污染物或具有這種捕獲性質的其他材料結合。

然而，盡管貽貝的結合特性激發了各種近期的研究，但在它們應用于現實世界之前仍然必須克服挑戰。科學家們仍在努力充分了解貽貝驅動的化學物質（如聚多巴胺）的結構 - 性質關系，并了解影響其粘附特性的氨基酸之間復雜的相互作用網絡。

“盡管簡單和有效，但仍存在一些固有的局限性，” Yang 說。 “通常需要堿性條件來實現多巴胺的聚合，因此不能應用于在堿性條件下不穩定的材料。此外，PDA的沉積是一個耗時的過程 - 形成均勻涂層需要數十小時在大多數材料表面上。“

一些研究人員希望通過尋找聚多巴胺（如多酚）的低成本，穩定和安全的替代品來克服這些挑戰。

More information: Matter, Wang and Yang et al.: "Mussel-Inspired Surface Engineering for Water-Remediation Materials" https://www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385(19)30027-X , DOI: 10.1016/j.matt.2019.05.002

原文鏈接：https://phys.org/news/2019-07-mussels-technology-purify-oil.html

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