Kacsakagyló és éti kagyló mintájára készült vízalatti szuperragasztó

Már régen megfigyelték azt az igen erős ragasztót, amivel az éti kagylók a sziklákhoz tapadnak. Ehhez a kagyló a tengervízből kiválaszt egy speciális aminosavat, ún. dihydroxyphenylalanint (DOPA) tartalmazó fehérjeláncokat, valamint vasat (Fe ³⁺ ). Ionok hatására a fehérjeláncokon keresztkötések jönnek létre, amitől a DOPA-egységek bármilyen felületre nagyon erősen tapadnak.

Egy másik, nagy tapadóerővel rendelkező teremtmény a kacsakagyló. Többrétegű fehérjékből álló, ragadós nanoszálakat hoz létre, amelyekkel megtapad a hajófenéken vagy bármilyen más felületen. Ezek a fehérjerétegek a következő fehérjeréteggel, vagy bármilyen nanorosttal erős kötést képesek létrehozni. A kacsakagylókat az éti kagylókhoz hasonlóan bármilyen felületről rendkívül nehéz eltávolítani.

Az amerikai Massachusettes állambeli Tufts Egyetem mérnök munkatársai létrehoztak egy ragasztót a két kagyló működési koncepciójának egyesítésével. A kacsakagyló ihlette komponens a selyemhernyó gubójából származó selyemfibroin volt. A selyem sok hasonlóságot mutat a kacsakagyló által használt nanorostokkal. Az éti kagylótól kölcsönzött komponensként pedig a polydopamin (PDA) szolgált, amely tulajdonságaiban hasonlít a DOPA-tartalmú fehérjékhez. Ehhez – a kagylóknál megfigyelt módon – vasionokat adtak. Az így létrejött anyag mikroszkópos képe még látványra is megegyezett a természetben előforduló ragasztóéval.

A kutatás vezetője, Fiorenzo Omenetto a következőképpen foglalta össze megfigyeléseit: „az általunk létrehozott kétkomponensű ragasztó nemcsak jobban alkalmazható víz alatt, mint a ma kapható ragasztók többsége, de emellett ugyanazt a tapadóerőt sokkal kisebb anyagmennyiség felhasználásával képes biztosítani.” Ezenkívül nem is mérgező, és nem igényel veszélyes, illékony oldószereket sem.

Hivatkozások és megjegyzések:

1. Presti, M.L. and 3 others, Bioinspired biomaterial composite for all‐water‐based high‐performance adhesives, Advanced Science, 3 Jun 2021.
2. Scientists make powerful underwater glue inspired by barnacles and mussels, sciencesdaily.com, 3 Jun 2021.