Цивилизация
Ученые в очередной раз использовали способность мидий к сверхпрочному прилипанию к различным поверхностям. Новая методика отличается простотой, универсальностью и дешевизной, отодвигая на задний план узкоспецифические методики модификации поверхностей, применяющиеся в наши дни.
Мидии уже становились объектом исследования и привели к созданию материалов, подразумевающих многократное использование, о чем писала «Газета.Ru».
Филипп Мессершмит из биомедицинского центра Северо-Западного университета в США разработал покрытие, имитирующее механизм адгезии мидий и разработал универсальную методику модификации разнообразных поверхностей с её помощью.
Ключевым объектом исследования стал полимер на основе полидопамина (в отечественной классификации применяется также термин «дофамин»). Допамин не был обнаружен в тканях и железах мидий, однако, как показывает исследование, может быть использован в качестве основы полимерного материала, способного имитировать феноменальные адгезионные способности мидий. В организме же человека и животных допамин выполняет функцию нейтротрансмиттера, то есть передаёт нервные импульсы.
Методика создания покрытия, способного прилипать к любой поверхности, проста до безумия. Ученые использовали водный раствор допамина в концентрации 2 г/литр. После подщелачивания среды до уровня морской воды (рН = 8,5) в раствор помещалось твердое тело, поверхность, которую предполагалось модифицировать. В результате протекающей в растворе реакции полимеризации допамина через некоторое время поверхность полностью покрывалась тонкой его пленкой. Благодаря схожести этого полимера и его оригинального предшественника, вырабатываемого мидиями, и достигаются необыкновенные адгезионные свойства.
Однако высокая способность к прилипанию – это только одна сторона медали.
Покрытие различных твердых тел пленкой полидопамина создает крайне реакционноспособную поверхность. Этот факт служит предпосылкой для возможной дальнейшей функционализации поверхности.
Полидопаминовое покрытие, как показали эксперименты, может быть использовано в двухстадийном процессе модификации поверхности с помощью самых разных веществ: как органических, так и неорганических, гидрофильных и гидрофобных. Даже тефлон, с большой неохотой вступающий в химические реакции, может быть нанесен на поверхность таким способом.
В перспективе методика, разработанная Месершмитом и его коллегами, может оказаться незаменимой для создания гибких электронных компонентов, дисплеев, биосенсоров, медицинских приборов, создания покрытий для предотвращения обрастания обшивки кораблей моллюсками, систем очистки питьевой воды от солей тяжелых металлов и так далее.
Предложенная методика модификации поверхностей проста и универсальна, исходный компонент — допамин — дешев и широко распространен. Существующие же методики модификации поверхностей, как правило, носят узко специфический характер — для каждой пары поверхность-модификатор подбираются свои методики процесса, включающие различные промежуточные стадии и многостадийные реакции.
Открытие Мессершмита если и не совершит революции в этой области индустрии, то совершенно точно займет свою большую нишу в технологии поверхностей.