Quando vengono citate le cozze, potrebbe venire in mente un bel piatto di moules-frites, ma alcuni bivalvi sono più fastidiosi di quanto siano gustosi. Dozzine di specie di cozze che vivono sia in acqua dolce che salata sono una seccatura enorme, nota per essere ostinatamente attaccata a rocce, moli e barche e fare l'autostop verso nuove località. Ma una nuova revisione degli studi sulla rivista Matter suggerisce che la cosa che rende le cozze così esasperanti - il loro potere adesivo - potrebbe avere tutti i tipi di applicazioni in ingegneria.
In effetti, Susie Nelson alla NPR riferisce che il potere di attaccamento subacqueo delle cozze è così impressionante, che ha generato un intero campo di studio chiamato chimica ispirata alle cozze. I ricercatori hanno esaminato i recenti progressi ispirati dai bivalvi, scoprendo che la viscosità delle cozze potrebbe avere tutti i tipi di applicazioni, tra cui la pulizia di fuoriuscite di petrolio, la purificazione dell'acqua e la creazione di un globulo rosso universale.
Perché le cozze sono così brave ad aggrapparsi alle rocce e alle eliche delle barche? Secondo un comunicato stampa, quel potere attaccante deriva da sottili fili di byssus, filamenti che usano per aggrapparsi alle rocce e spesso indicati come "barba" del mitilo. Quei fili usano un gruppo di amminoacidi chiamato diidrossifenilalanina, o DOPA, che utilizza alcuni trucchi chimici, come il legame all'idrogeno, che gli consente di formare un legame super-stretto con tutti i tipi di substrati.
Sulla base di questi fili, i chimici hanno sviluppato una versione artificiale dell'adesivo di cozze chiamato polidopamina o PDA. E questa è la roba per cui gli ingegneri stanno trovando nuovi usi.
Il co-autore dello studio Seth Darling, direttore del Center for Molecular Engineering del Argonne National Laboratory, ad esempio, ha sperimentato il PDA per pulire i metalli pesanti dall'acqua perché il composto respinge le particelle cariche e attira l'acqua, secondo Nelson della NPR . La modifica del materiale potrebbe anche svolgere funzioni di pulizia simili con inquinanti organici, agenti patogeni e fuoriuscite di petrolio, cosa che è stata testata su piccola scala.
"Se metti una miscela olio-acqua contro quella membrana, l'olio trasmetterà spontaneamente attraverso i pori e l'acqua rimarrà dietro", dice Darling.
Secondo il comunicato stampa, un gruppo di scienziati in Cina sta anche utilizzando il materiale per sviluppare un globulo rosso universale, che potrebbe essere utilizzato per chiunque indipendentemente dal gruppo sanguigno. Un rivestimento ispirato all'adesivo di cozze posto sulle cellule del sangue lo nasconde essenzialmente dal sistema immunitario del corpo, che normalmente attacca le cellule del sangue incompatibili. Il materiale potrebbe anche avere applicazioni nella generazione di vapore solare, in cui la luce solare converte l'acqua in vapore. Tale processo può essere utilizzato per distillare e sterilizzare l'acqua e potrebbe anche essere utilizzato nella generazione di energia.
L'ingegnere chimico della Georgia Tech Blair Brettmann, che non è stato coinvolto nello studio, dice a Nelson che le potenziali applicazioni di pulizia dell'acqua sono entusiasmanti e che i materiali potrebbero anche portare a cose, come adesivi medici che possono rimanere appiccicosi in un ambiente umido.
Ma ci sono ancora alcuni importanti ostacoli a un futuro ispirato alle cozze, afferma il coautore Hao-Cheng Yang, un ingegnere dell'Università Sun Yat-Sen.
"Nonostante la semplicità e l'efficacia, ci sono ancora alcune limitazioni intrinseche", afferma Yang. "Le condizioni alcaline sono generalmente necessarie per realizzare la polimerizzazione della dopamina, quindi non può essere applicato a materiali instabili in condizioni alcaline. Inoltre, la deposizione di PDA è un processo che richiede tempo: ci vogliono decine di ore per formare un rivestimento uniforme sulla maggior parte delle superfici dei materiali. "
È anche possibile che parte del potere attaccante delle cozze derivi dal fatto che formano colonie dense: l'aggregazione di molluschi può combinare alcuni aminoacidi per rendere la colonia ancora più adesiva. Nel documento, il ricercatore afferma che la dopamina è costosa da produrre, quindi suggeriscono che gli scienziati dei materiali guardano più in profondità in composti simili a base vegetale come l'acido tannico.
In altre parole, c'è ancora molto da imparare sulla viscosità delle cozze prima che i molluschi escano dai nostri piatti e si dirigano verso un futuro di bioingegneria.
