Rannakarpide nimetamisel võib meelde tulla kena taldrik moule-frite, kuid mõned kahepoolmelised on kentsakamad kui maitsvad. Kümned rannakarpeliigid, kes elavad nii magedas kui ka soolases vees, on tohutu ebameeldivus, mida tuntakse kangekaelselt kivide, kaide ja paatide külge kinni jäämise ning uutele kohtadele matkamisega matkamise teel. Kuid ajakirja Matter uus ülevaade uuringutest soovitab asja, mis paneb rannakarbid nii hulluks ajada - nende kleepuv jõud -, et tehnilisel alal võiks olla igasuguseid rakendusi.
Tegelikult ütles Susie Nelson NPR-i teatel, et rannakarpide veealune kleepuv jõud on nii muljetavaldav, et see on tekitanud terve õppesuuna, mida nimetatakse rannakarpidest inspireeritud keemiaks. Teadlased vaatasid läbi kahepoolmelistest loomadest inspireeritud hiljutised edusammud, leides, et rannakarpide kleepumisel võib olla igasuguseid rakendusi, sealhulgas õlireostuse puhastamine, vee puhastamine ja universaalse punaste vereliblede loomine.
Miks on rannakarbid nii head, et klammerduda kivide ja paadikruvide külge? Pressiteate kohaselt tuleb kleepuv jõud õhukestelt Byssus-niitidelt, niitidelt, mida nad kasutavad kivide külge klammerdumiseks, ja neid nimetatakse sageli rannakarbi habemeks. Need niidid kasutavad aminohapperühma, mida nimetatakse dihüdroksüfenüülalaniiniks või DOPA-ks, mis kasutab mõnda keemilist nippi, nagu vesinikside, mis võimaldab sellel moodustada ülitiheda sideme igasuguste substraatidega.
Nende niitide põhjal on keemikud välja töötanud rannakarpide liimi kunstliku versiooni, mida nimetatakse polüdopamiiniks ehk PDA-ks. Ja see on asi, mille jaoks insenerid leiavad uusi kasutusvõimalusi.
Näiteks Argonne'i riikliku labori molekulaartehnoloogia keskuse direktor Seth Darling on eksperimenteerinud PDA-ga raskemetallide puhastamiseks veest, kuna ühend tõrjub laetud osakesi ja tõmbab vett ligi, vahendab NPR- i Nelson. Materjali varjamine võiks täita ka sarnaseid puhastusfunktsioone orgaaniliste saasteainete, patogeenide ja õlireostusega - seda on väikeses mahus katsetatud.
"Kui paned õli-vee segu sellele membraanile vastu, kandub õli spontaanselt läbi pooride ja vesi jääb maha, " räägib Darling.
Pressiteate kohaselt kasutab Hiinas tegutsev teadlaste rühm materjali ka universaalse punaste vereliblede väljatöötamiseks, mida saaks kasutada igaüks, sõltumata veregrupist. Vererakkudele pandud rannakarpide liimist inspireeritud kate peidab seda sisuliselt keha immuunsussüsteemist, mis tavaliselt ründab kokkusobimatuid vererakke. Materjalil võib olla rakendusi ka päikeseauru tootmisel, kus päikesevalgus muudab vee auruks. Seda protsessi saab kasutada vee destilleerimiseks ja steriliseerimiseks ning seda saab kasutada ka elektritootmisel.
Georgia Tech keemiainsener Blair Brettmann, kes uuringuga ei tegelenud, ütleb Nelsonile, et potentsiaalsed veepuhastusrakendused on põnevad ja materjalid võivad viia ka asjadeni, näiteks meditsiiniliimid, mis võivad märjas keskkonnas kleepuvaks jääda.
Kuid rannakarpidest inspireeritud tulevikku on veel mitmeid olulisi takistusi, ütles Sun Yat-Seni ülikooli insener Hao-Cheng Yang.
"Vaatamata lihtsusele ja tõhususele on siiski mõned loomulikud piirangud, " ütleb Yang. „Dopamiini polümerisatsiooni teostamiseks on tavaliselt vaja leeliselisi tingimusi, nii et seda ei saa rakendada materjalidele, mis on leeliselistes tingimustes ebastabiilsed. Pealegi on PDA sadestumine aeganõudev protsess - enamiku materjalipindade jaoks ühtlase kattekihi moodustamiseks kulub kümneid tunde. ”
Samuti on võimalik, et osa rannakarpide kleepumisjõust tuleneb asjaolust, et nad moodustavad tihedaid kolooniaid - molluskite agregatsioon võib teatud aminohappeid ühendada, et koloonia veelgi kleepuvaks muuta. Teadlase sõnul on dopamiini tootmine kallis, seetõttu soovitavad nad materjaliteadlastel uurida sügavamalt sarnaseid taimset päritolu ühendeid nagu tanniinhape.
Teisisõnu, rannakarpide kleepuvusest on veel palju õppida, enne kui molluskid meie taldrikutelt ära tulevad ja bioehituse tulevikku.
