“真菌幽靈”,保護你和衣服不受紫外線輻射傷害_風聞
Science_北京-不惧过往,不畏将来!2021-03-09 14:42


美國西北大學的科學家們在《美國化學學會雜誌》上發表論文稱,通過模仿某些存活於惡劣環境中的真菌,他們成功合成了多孔黑色素。這種材料能夠存儲並捕獲分子,可能廣泛應用於各個領域。
通過腐蝕真菌內部的生物材料產生“真菌幽靈”——一種內在多孔的生物聚合物。
創造具有選擇性的多孔材料一直是學界熱點。現在,一項新研究表明,真菌早已成功完成了這一壯舉。
3月5日,美國西北大學的科學家們在《美國化學學會雜誌》上發表論文稱,通過模仿某些存活於惡劣環境中的真菌,他們成功合成了多孔黑色素。這種材料能夠存儲並捕獲分子,可能廣泛應用於各個領域。
黑色素在生物中廣泛存在,可以保護動植物物種免受環境壓力。例如,生活在工業區的蛾會因為細胞吸收煙塵中的毒素而變黑。那是否可以合成更像海綿的黑色素來優化這些特性呢?或者,海綿樣的黑色素是否已經存在於自然界中?
該研究通訊作者、國際納米技術研究所副主任Gianneschi説。“黑色素是人類皮膚中的一種自由基清除劑,可以保護人體免受紫外線的傷害。現在,通過合成,我們偶然發現真菌可能會製造這種材料來增加其細胞的機械強度,而且材料是多孔的,可以讓營養物質持續通過。”
典型的無孔材料只能在表面吸附顆粒,而像異黑色素這樣的多孔材料可以吸收並保存不需要的毒素,讓空氣、水和營養物質通過。這種特性使其可以用於製作衣服的透氣防護塗層。
“我們通過化學合成發現了這種多孔材料,也許這樣的物質早已經存在於生物學中。”Gianneschi説。在研究小組對這種合成多孔材料在空隙中吸附分子的選擇性進行實驗時,他們發現,這種多孔黑色素可以作為一種保護層,防止神經毒氣模擬物通過。
在這一結果的啓發下,研究人員從真菌細胞中分離出了自然產生的黑色素。他們將真菌內部的生物質腐蝕,留下含有黑色素的外殼,並將這些難以捉摸的結構為“真菌幽靈”。這種從真菌中提取的材料也可以用作織物的保護層,由此製成的保護層不僅可以透氣、透水,同時還能捕獲毒素。
這種材料的另一大優勢在於:僅需簡單的分子前體即可大規模生產。在未來,或可用於製造防護面具和麪罩,並在長距離空間飛行中具有應用潛力。太空中的塗層材料可以讓宇航員儲存呼出的毒素,同時保護自己免受有害輻射。同時,這也是向選擇性生物膜領域邁出的關鍵一步。
論文第一作者Naneki McCallum説:“真菌可以在其他生物苦苦掙扎的地方茁壯成長,黑色素幫助它們做到了這一點。通過在實驗室中重新制造這些材料,我們可以利用它的哪些特性來服務於人類?接下來,我們將展開進一步探索。”
編譯:花花
審稿:西莫
責編:陳之涵
期刊來源:《美國化學學會雜誌》
期刊編號:0002-7863
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https://phys.org/news/2021-03-fungal-ghosts-skin-fabric-toxins.html
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