Wie Muscheln unter Wasser haften

An gefliesten Wänden montierte Badaccessoires fallen oft ab, wenn sie nicht richtig montiert sind. Denn die Feuchtigkeit im Badezimmer schwächt die Oberflächenhaftung. Umgekehrt haben Muscheln eine erstaunliche Haftung, da sie auch unter Wasser fest an Felsen haften. Obwohl Studien durchgeführt werden, um diese Muschelklebstoffproteine ​​​​(MAPs) als Klebstoff zu verwenden, hat ihre Anfälligkeit für Oxidation es schwierig gemacht, ihre Unterwasserfestigkeit vollständig wiederherzustellen.

Kürzlich hat ein POSTECH-Forschungsteam unter der Leitung von Professor Hyung Joon Cha, Dr. Mincheol Shin und Ph.D. Kandidat Taehee Yoon (Department of Chemical Engineering) hat das Geheimnis der starken Oberflächenadhäsion von Muschelklebstoffproteinen (MAPs) selbst in einer Umgebung verifiziert, die Oxidation verursacht. Diese Ergebnisse wurden kürzlich in der Zeitschrift veröffentlicht Langmuir.

MAP erregt Aufmerksamkeit als biomedizinisches Material, das als Bioadhäsiv oder Arzneimittelabgabesystem verwendet wird, da es aus der Natur stammt und für den Körper harmlos ist. Es gab jedoch eine Einschränkung dahingehend, dass Dopa, ein Hauptbestandteil des Muschelhaftproteins, leicht oxidiert wird, was zu einer Schwächung der Oberflächenhaftung führt.

Das Forschungsteam konzentrierte sich auf die Tatsache, dass unter den Oberflächenproteinen von Muscheln Cystein-reiche Proteine ​​an der Oxidation und Reduktion beteiligt sind. Als Dopa zu Dopa-Chinon mit geschwächter Adhäsion oxidiert wurde, fügte das Forschungsteam Protein Typ 6 (fp-6) hinzu, das Cystein enthält, das das Dopa-Chinon in △Dopa umwandelt. △Dopa ist ein Tautomer von Dopa-Chinon und hat eine sehr starke Oberflächenhaftung wie Dopa.

Das Forscherteam bestätigte auch, dass wenn △Dopa im Protein gebildet wird, es eine stärkere Oberflächenhaftung haben kann als Dopa.

Diese Studie ist die erste Studie, die bestätigt, dass fp-6 das tautomere Gleichgewicht von oxidiertem Dopa verschiebt, sodass Muscheln selbst unter oxidativen Unterwasserbedingungen stark an Oberflächen haften bleiben. Überträgt man diese Erkenntnisse auf den Dopa-basierten Unterwasserkleber, kann dessen Oberflächenhaftung erhöht werden.

Professor Hyung Joon Cha erklärte: „Wir haben zum ersten Mal verifiziert, dass das Cystein-reiche Oberflächenprotein, von dem allgemein bekannt ist, dass es die Oxidation von Dopa blockiert, auch die Umwandlung in △Dopa fördert, was dazu beiträgt, die Haftung in Muscheln selbst in oxidativem Unterwasser aufrechtzuerhalten Umgebungen.“

Bereitgestellt von der Pohang University of Science & Technology (POSTECH)