受粘贻贝启发的生物医学工程师

贻贝在白葡萄酒肉汤煮熟时味道鲜美,但它们也有另外两个众所周知的品质,然后放入一个锅中:它们坚持几乎所有无机和有机表面,它们坚持惊人的韧性。

西北大学生物医学工程师菲利普B。梅塞斯米特公司已经开发出一种模拟键强度的材料;现在,他发明了一种多功能的涂层方法,模仿贻贝附着在各种物体上的能力。

Messersmith和他的研究团队在一项研究中发表于10月19日期刊上的杂志,通过应用聚二胺的表面层可以涂覆和官能化各种材料。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球

这种简单而廉价的方法的潜在应用包括柔性电子器件,如可弯曲和柔性显示器、生物传感器、医疗设备、海洋防污涂层,以及水处理和处理,如去除污染水中的重金属。

涂层方法的关键是小分子多巴胺,通常称为神经递质。事实证明,多巴胺是贻贝粘合蛋白的基本组分的良好模仿,研究人员用作聚合物涂层的结构块。(多巴胺本身没有在贻贝中找到。)所以,像贻贝一样,Messersmith的涂层粘在任何东西。

“这是一种令人惊讶的简单和多功能的材料,对材料的功能性表面改变,”西北麦卡尔克工程学院生物医学教授和应用科学学院的生物医学工程教授说。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球“我们溶解多巴胺,我们以低成本购买,在暴露于空气的水烧杯中。我们将水的pH调节到海洋pH值,约8.5,放入物体,几个小时后,它涂有薄膜的聚二胺薄膜。就是这样。”

任何大小和形状的固体都可以浸入溶液中(多巴胺溶液非常稀释——每毫升水只有两毫克多巴胺。)在海洋pH值下,多巴胺分子发生化学变化,导致分子聚合形成聚合物,聚多巴胺,包裹在物体上。这种聚合物与贻贝粘附蛋白中的聚合物非常相似。

为了使事情更有趣,多碳菁涂层又提供了非常化学的反应性表面,研究人员可以沉积第二涂层。因为表面在这么多不同的方式中是如此反应,所以可以应用各种各样的第二涂层。

“我们利用这种反应性来应用第二层,”Messersmith说。“作为一个简单的例子,我可以将iPod放入多巴胺溶液中,并且将形成薄的聚二胺涂层。然后我可以将其取出并将其放入金属盐溶液中并形成铜或银涂层。”

这第二种涂层,取决于它是什么,承诺将带领研究人员和工业在多个方向上的应用。除了用金属涂层覆盖物体外,这还包括抑制材料(如医疗器械)的生物污染、工程表面以支持与细胞的生物特异性相互作用(如干细胞的培养和扩增)以及将自组装单分子膜应用于非金属表面(如生物传感器)。欧洲杯足球竞彩

Messersmith和他的同事在25种不同的基底材料(但不是iPod)上测试了两步工艺,这些材料具有广泛的特性,代表所有主要类别的材料,从疏水性到亲水性,从无机性到有机欧洲杯足球竞彩性,以及传统的难加工材料Teflon,所有结果都是积极的。然后,他们展示了在聚多巴胺涂层上沉积金属和有机涂层以及自组装单分子膜。

“改变材料表面的现有方法公积地限于特定材料 - 玻璃上有效的工作不适用于黄金,”Messersmith说。欧洲杯足球竞彩“我们的方法是各种表面的一般策略。我们还没有找到一种我们无法涂抹多DoPamine的材料。”

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