¿Podrían los mejillones enseñarnos cómo limpiar vertidos de petróleo?

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barbas del mejillón

Los pegajosos hilos de los mejillones podrían inspirar formas de limpiar vertidos de petróleo, purificar el agua y más

Cuando se mencionan los mejillones, puede venir a la mente un buen plato de mejillones al vapor, pero algunos bivalvos son más molestos que sabrosos. Docenas de especies de mejillones que viven tanto en agua dulce como salada son una gran molestia, conocidos por adherirse obstinadamente a rocas, muelles y botes, y hacer autostop en su camino hacia nuevos lugares.

Pero una nueva revisión de los estudios en la revista Matter sugiere que lo que hace que los mejillones sean tan exasperantes, su poder adhesivo, podría tener todo tipo de aplicaciones en ingeniería.

De hecho, informa Susie Nelson en NPR, la fuerza de adherencia de los mejillones bajo el agua es tan impresionante que ha generado un completo campo de estudio llamado química inspirada en el mejillón.

Los investigadores revisaron los recientes avances inspirados en los bivalvos, y encontraron que la adherencia del mejillón podría tener todo tipo de aplicaciones, incluida la limpieza de derrames de petróleo, la purificación de agua y la creación de un glóbulo rojo universal.

¿Por qué son tan buenos los mejillones para aferrarse a rocas y hélices de barcos? De acuerdo con un comunicado de prensa, esa fuerza de adherencia proviene de delgados hilos del biso, filamentos que utilizan para aferrarse a las rocas y que, a menudo, se los denomina "barbas" del mejillón.

Esos hilos utilizan un grupo de aminoácidos llamado dihidroxifenilalanina o DOPA, que utiliza algunos trucos de química, como un enlace de hidrógeno, que le permite formar un súper eslabón con todo tipo de sustratos.

Sobre la base de esos hilos, los químicos han desarrollado una versión artificial del adhesivo de los mejillones llamado polidopamina o PDA. Y eso es para lo que los ingenieros están encontrando nuevos usos.

aplicaciones de las barbas del mejillón

El coautor del estudio, Seth Darling, director del Centro de Ingeniería Molecular en el Laboratorio Nacional de Argonne, por ejemplo, ha experimentado con PDA para limpiar metales pesados del agua porque el compuesto repele las partículas cargadas y atrae el agua, informa Nelson, de NPR. La modificación del material también podría realizar similares funciones de limpieza con contaminantes orgánicos, patógenos y con vertidos de petróleo, algo que se ha probado en pequeña escala.

"Si pones una mezcla de aceite y agua contra esa membrana, el aceite se transmitirá espontáneamente a través de los poros y el agua se quedará atrás", dice Darling.

Según el comunicado de prensa, un grupo de científicos en China también está utilizando el material para desarrollar un glóbulo rojo universal, que podría usarse para cualquier persona, independientemente del tipo de sangre. Un revestimiento inspirado en el adhesivo del mejillón colocado en la célula sanguínea lo oculta esencialmente del sistema inmunológico del cuerpo, que normalmente ataca las células sanguíneas incompatibles. El material también podría tener aplicaciones en la generación de vapor solar, en el que la luz solar convierte el agua en vapor. Ese proceso se puede usar para destilar y esterilizar el agua y también se puede usar en la generación de energía.

producción de PDA

El ingeniero químico de Georgia Tech, Blair Brettmann, quien no participó en el estudio, dice a Nelson que son interesantes las potenciales aplicaciones de limpieza de agua y que los materiales también podrían conducir a cosas, como adhesivos médicos que pueden permanecer pegajosos en un ambiente húmedo.

Pero todavía hay algunos importantes obstáculos para un futuro inspirado en el mejillón, dice el coautor Hao-Cheng Yang, un ingeniero de la Universidad Sun Yat-Sen.

"A pesar de la simplicidad y la eficacia, todavía hay algunas limitaciones inherentes", dice Yang. "Suelen ser necesarias condiciones alcalinas para realizar la polimerización de la dopamina, por lo que no se puede aplicar a materiales que son inestables en condiciones alcalinas. Además, la deposición de PDA es un proceso que requiere mucho tiempo: se necesitan decenas de horas para formar un recubrimiento uniforme en la mayoría de las superficies de los materiales".

También es posible que parte de la fuerza de adherencia de los mejillones provenga del hecho de que forman densas colonias: la agregación de moluscos puede combinar ciertos aminoácidos para hacer que la colonia sea aún más adhesiva. En el documento, el investigador dice que la dopamina es costosa de producir, por lo que sugieren que los científicos analicen con mayor profundidad compuestos similares a base de plantas como el ácido tánico.

En otras palabras, todavía hay mucho que aprender acerca de la adherencia de los mejillones antes de que los moluscos salgan de nuestros platos y se dirijan a un futuro de bioingeniería.

Artículo científico: Mussel-Inspired Surface Engineering for Water-Remediation Materials

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