p A ideia de criar materiais seletivamente porosos chamou a atenção dos químicos por décadas. Agora, Uma nova pesquisa da Northwestern University mostra que os fungos podem ter feito exatamente isso há milhões de anos. p Quando o laboratório de Nathan Gianneschi começou a sintetizar melanina que imitaria aquela formada por certos fungos conhecidos por habitarem incomuns, ambientes hostis, incluindo naves espaciais, máquinas de lavar louça e até mesmo Chernobyl, eles não esperavam inicialmente que os materiais se provassem altamente porosos - uma propriedade que permite que o material armazene e capture moléculas.

p A melanina foi encontrada em organismos vivos, em nossa pele e na parte de trás de nossos olhos, e como pigmentos para muitos animais e plantas. Ele também desempenha um papel na proteção de espécies de estressores ambientais. Listras de cobras marinhas com cabeça de tartaruga escurecem, por exemplo, na presença de água poluída; mariposas que vivem em áreas industriais ficam pretas à medida que suas células absorvem as toxinas da fuligem. Os pesquisadores se perguntaram se esse tipo de biomaterial poderia ser feito mais como uma esponja, para otimizar essas propriedades. E, por sua vez, se melaninas esponjosas já existiam na natureza.

p "A função da melanina não é totalmente conhecida o tempo todo e em todos os casos, "Gianneschi, o autor correspondente no estudo, disse. "É certamente um eliminador de radicais na pele humana e protege contra os danos UV. Agora, por meio da síntese, encontramos este material estimulante que muito bem pode existir na natureza. Os fungos podem fazer este material para adicionar resistência mecânica às suas células, mas é poroso, permitindo a passagem de nutrientes. "

p O estudo será publicado sexta-feira, 5 de março, no Jornal da American Chemical Society .

p Gianneschi é Professor de Química Jacob e Rosaline Cohn no Weinberg College of Arts and Sciences. Com nomeações nos departamentos de ciência de materiais e engenharia biomédica na McCormick School of Engineering, Gianneschi também é diretor associado do Instituto Internacional de Nanotecnologia.

p A capacidade de criar este material em um laboratório é encorajadora por uma série de razões. Em materiais não porosos típicos, as partículas são adsorvidas apenas superficialmente na superfície. Mas materiais porosos como a alomelanina absorvem e retêm toxinas indesejáveis ​​enquanto deixam coisas boas como o ar, água e nutrientes. Isso pode permitir que os fabricantes criem respiráveis, Revestimentos de proteção para uniformes.

p "Você está sempre animado ao descobrir algo que é potencialmente útil, "Disse Gianneschi." Mas também existe a ideia intrigante de que, ao descobrir isso, talvez mais materiais como este já existam na biologia. Não há muitos exemplos em que a síntese química leve a uma descoberta biológica. Na maioria das vezes, é o contrário. "

p Naneki McCallum, um estudante de pós-graduação pesquisador no laboratório e primeiro autor do artigo, perceberam que, nas condições certas, a melanina parecia ser oca, ou poderia ser feito para conter o que parecia ser lacunas por microscopia eletrônica. Quando a equipe encontrou o material sintético, eles começaram a experimentar a porosidade e seletividade dos materiais para adsorver moléculas nesses espaços vazios.

p Em uma demonstração importante, O time, trabalhando com pesquisadores do Laboratório de Pesquisa Naval, foi capaz de mostrar que a nova melanina porosa atuaria como um revestimento protetor, evitando que simulantes de gás nervoso passem. Inspirado por este resultado, em seguida, isolaram a melanina natural das células fúngicas. Isso foi feito gravando o biomaterial de dentro, deixando uma casca contendo melanina. Eles chamam essas estruturas de "fantasmas fúngicos" para os esquivos, qualidade semelhante a "Casper" da forma oca. O material, derivados de fungos também podem, por sua vez, pode ser usado como camada protetora em tecidos. Notavelmente, o material permanece respirável, permitindo que a água passe, enquanto aprisiona toxinas.

p Outro benefício deste material é sua simplicidade, já que é facilmente produzido e escalado a partir de precursores moleculares simples. No futuro, ele poderia ser usado para fazer máscaras de proteção e protetores faciais e tem potencial para aplicações em voos espaciais de longa distância. Os materiais de revestimento no espaço permitiriam aos astronautas armazenar as toxinas que estão exalando enquanto se protegem da radiação prejudicial, fazendo para menos desperdício e peso.

p É também um passo em direção às membranas seletivas, um campo de estudo altamente complexo que visa pegar compostos como a água e permitir a passagem de minerais saudáveis, enquanto bloqueia metais pesados ​​como o mercúrio.

p "Os fungos podem prosperar em lugares onde outros organismos lutam, e eles têm melanina para ajudá-los a fazer isso, "McCallum disse." Então, nós perguntamos, quais são as propriedades que podemos aproveitar ao recriar esses materiais no laboratório? "

p O artigo é intitulado, "Allomelanin:A Biopolymer of Intrinsic Microporosity."