Naturlig undervannslim: -ved evolusjon, eller design?
Oversatt herfra
Et av de tøffeste miljøene for å opprettholde feste, er under vann. Vann er kjent som det universelle løsningsmidlet. Det har en tendens til å forhindre adhesjon mellom to overflater ved å fortynne, oppløse, spre eller ganske enkelt danne et grensesnitt mellom klebemiddellag. Så hvordan fester skapninger som Gud skapte seg til gjenstander under vann?
Mye til skipsbyggerens fortvilelse, er muslingen Guds forkjemper for undervanns limsystemer. Når et blåskjell ønsker å feste seg til en overflate, bruker den sin stempelformede fot for å finne stedet som vil gi den beste bindingen. Foten renser deretter punktet der limet skal festes og presser deretter ned på overflaten, og tvinger alt vannet ut. Deretter løfter muslingen den midtre delen av den stempellignende foten, og danner et vakuum for å holde seg tett på plass. Det siste trinnet er at muslingen pumper et kjemisk lim ned gjennom foten og legger limet inn i vakuumområdet. Dette limet danner et skummende, støtdempende fundament, limt sammen med individuelle limtråder.
Selve limet er laget av flere forskjellige proteiner som blandes i riktige proporsjoner for å gi den optimale kombinasjonen av styrke, fleksibilitet og komprimerbarhet for det valgte ankerstedet. Forskere mener at de spesifikke proteinene som brukes endrer egenskaper ettersom forholdene endres. Dette har nylig blitt laget som et "smart" materiale.
Bilde 1. Eks. på 'anvendelig tenkning' (Ruse)
Moderne vitenskap kan lære mye om lim ved å undersøke muslingen. Muslingen er både et under av Guds design og en sofistikert kjemiker.
Og her er et annet fint eksempel på biomimetikk, på hvordan løsninger tatt i bruk i naturen tjener oss som eksempel:
Hydrogel-nettverk som undervannskontaktlim for forskjellige overflater
https://sci-hub.ren/https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/mh/d0mh00176g#!divAbstract
Undervannslim med iboende tøff og stabil ytelse er et presserende behov for miljø- og ingeniørapplikasjoner. Marine organismer har inspirert en rekke studier på design og utvikling av våtlim. Her rapporterer vi en enkel, men kraftig strategi som rekapitulerer leveringsprosessen for muslingadhesjon, til utvikling av sterke og holdbare hydrogellim. Med hydrogelmatrisen som bindingssted for grensesnitt, mens nanokrystallfyllstoffene bidrar til den sterke kohesjonen, demonstrerer de enestående adhesjonsevner til et bredt spekter av våte overflater, inkludert aluminium, keramikk, glass, polymer og tre. Dessuten, i motsetning til kommersielle produkter for undervannsbinding, gir hydrogellimene kontinuerlig styrkevekst i stedet for nedbrytning over tid på grunn av hydratiseringseffektene og iboende forsterkende evner til ye'elimite. Ved å synergistisk kombinere makroskopiske skalaarkitekturer og interaksjoner på molekylært nivå, åpner denne in-situ-formasjonsstrategien en ny rute for å inkorporere nanokrystaller i hydrogelmatrise, noe som fører til en universell bindingsløsning på forskjellige overflater under vann
Bilde 2. Muslingskjell (A) finner feste (B) -og hvilke proteiner som er involvert (Fig. ved O. Grasso)
Naturlig undervannslim -lenke.
Et universallim: undervannsvedheft av sekretet fra den kjøttetende fluepapirplanten Roridula gorgonias -lenke.
Naturlig og bioinspirert undervannslim: Nåværende fremgang og nye perspektiver -lenke.
Biokjemi av Barnacle Adhesion: En oppdatert gjennomgang -lenke.
Oversettelse og bilder ved Asbjørn E. Lund