Superlepidlo z mořských mušlí

Výzkumný tým z Purdue University v Indianě v USA ohlásil nedávno významný objev. Vědci totiž zjistili, že železo ve slané vodě je klíčovým tmelem v superlepidlech, vylučovaných mořskou mušlí – obyčejnou slávkou jedlou.

Je to poprvé, co vědci dokázali, že železo je základem pro tvorbu amorfního, biologického materiálu. Slávky jedlé Mytilus edulis, patřící mezi měkkýše, třída mlži, čeleď slávkovití, jsou známé tmavě modré škebličky, nacházející se na pobřežních útesech, ale i na kamenitých dnech moří.

Nejznámější využití těchto mlžů jev kulinářství – jako výborné pochoutky. Užším koncem jsou jejich lastury připevněny k povrchu, na kterém slávka žije, pomocí svazku tzv. byssových vláken. Právě tato neobyčejně pevná a odolná vlákna, která se tvoří tuhnutím husté kapaliny, vylučované byssovou žlázou mlžů, se stala předmětem výzkumu.

Objasnění jejich struktury a složení by mohlo vést k výrobě zdravotně nezávadného, vodě odolného a mimořádně pevného lepidla, které by našlo uplatnění v mnoha oborech lidské činnosti, například v loďařství, ale zejména v lékařství k lepení zlomených kostí, zubů a podobně.

Agresivní stopařiKromě výzkumu, zaměřeného na využití lepidla slávek, se vědecký tým zabýval i problematikou opačného charakteru: jak zabránit agresivním druhům slávek, aby se neusazovaly v koloniích na spodních částech trupů lodí, což způsobuje v námořní dopravě obrovské škody.

Tým JonathanaWilkera, Mary Severové a jejich kolegů totiž zkoumal vlastnosti těchto mlžů, které jim dovolují cestovat jako nevítaní stopaři na velké vzdálenosti, přičemž jejich usazování na trupech lodí nelze zabránit žádným z dostupných materiálů.

Slávky se totiž bez problémů přilepí i na tak nepřilnavé povrchy, jakými jsou například teflon nebo sklo.

Mlži jako chemické laboratořeVýsledky výzkumu dokázaly, že mlži dokážou extrahovat železo ze slané vody a používají jej ve spojení s bílkovinami k tvorbě vláknitých molekul, které se spojují do zmíněných byssových vláken.

Je to podle vědců první objev, který dokazuje, že kovy mohou být základem k vytváření nekrystalických biologických materiálů a že kovový iont může být přímo jejich integrální součástí. Podle odborníků z Národní vědecké nadace USA jde o převratný objev, který by mohl vést k vytvoření úplně nových materiálů s nebývalou plastičností, přilnavostí a pevností, využitelných v průmyslu, domácnosti i v medicíně.

Zároveň se zkoumá i možnost jejich umělé výroby s využitím elektrochemického potenciálu, což by mohlo být východiskem i pro vývoj zbrusu nových elektronických výrobků.

Pozor na slávky v přístavech!Předmětem dalšího výzkumu je i vývoj speciálních přísad omezujících působení lepidla slávek, které by se přidávaly do nátěrových hmot lodních trupů. Dosud jsou tyto barvy obohacovány o složky mědi, uvolňující se postupně do okolní vody a zabíjející nevítané cestovatele z řad mlžů už v jejich larválním stadiu.

To je pochopitelně značným zdrojem znečišťování mořských vod, a proto také sběr slávek jako pochoutky v přístavech a místech s velkou frekvencí lodní dopravy není vůbec vhodný. Slávky totiž při filtraci vody (jedna slávka přefiltruje až 1,5 litru vody za hodinu) veškeré škodliviny hromadí ve svých tělech.

JAK PŮSOBÍ DOSUD ZNÁMÁ LEPIDLAPůsobení lepidla vzniká adhezí (přilnavostí) na spojovaných plochách a kohezí (soudržností) lepidla uvnitř lepicí vrstvy. Předpokladem pro funkci lepidla jsou suché, dobře přiléhající, čisté a zdrsněné spojovací plochy, ale také správný postup technologie lepení.

Druhy lepidel Lepidla jsou tvrdnoucí umělé pryskyřice jako např. fenolová pryskyřice, polyamidová pryskyřice, epoxidová pryskyřice, jejichž tvrdost a houževnatost lze ovlivnit přidáním změkčovadel. Podle teploty zpracování rozlišujeme lepidla tuhnoucí za studena a lepidla tuhnoucí za tepla.

Lepidla tuhnoucí za studena se vytvrdí chemickou reakcí při pokojové teplotě (20 °C). Doba vytvrzení je podle druhu lepidla 5 sekund až několik dní.

• Lepidla tuhnoucí za tepla se vytvrdí při zahřátí na 150 OC až 250 °C během 5 minut až několik hodin. Některá lepidla potřebují k vytvrzení tlak až 0,3 Mpa. Podle složení rozlišujeme lepidla jednosložková a dvousložková.

• Jednosložková lepidla jsou lepidla smíchaná s ředidlem. K vytvrzení dochází na vzduchu po odpaření ředidla, také odebráním kyslíku, vlhkostí vzduchu nebo teplem. Lepené plochy proto smějí být spojeny teprve tehdy, když nanášený lepicí film již není vlhký.

• Dvousložková lepidla působí teprve po smíchání dvou složek, a sice lepidla a tužidla. Reakce následuje rychle, připravená směs musí být zpracována během určitého času (doby zpracovatelnosti).