https://bodybydarwin.com
Slider Image

Panduan Anda untuk penggunaan praktis lendir hagfish, lem glowworm, dan kotoran hewan lainnya

2021

Perairan di sekitar New York City dulu dipenuhi ratusan ribu hektar hamparan tiram. Sebelum manusia melahap mereka dan mencemari perairan mereka, tiram ini menyemen diri mereka menjadi batu dan satu sama lain.

"Seharusnya kembali pada masa penjajahan, pelabuhan New York begitu tebal dengan tiram sehingga Anda bisa berjalan melewatinya, " kata Jonathan Wilker, seorang ahli kimia dan insinyur bahan di Purdue University di West Lafayette, Indiana.

Ketika kelompok tiram yang padat seperti ini dapat bertahan, mereka melayani lingkungan pesisir dengan menyaring air, menahan kotoran dan pasir di tempatnya, dan menyerap kekuatan gelombang badai. Semua ini dimungkinkan karena tiram semen yang kuat membuat jangkar tubuh mereka di tempat.

Itu bukan satu-satunya cara manusia mendapatkan manfaat dari zat lengket yang dihasilkan hewan. Wilker dan ilmuwan lain di seluruh dunia sedang mempelajari bagaimana dan mengapa hewan membuat lem dan lendir, dan mencoba menyusun versi mereka sendiri. Para pakar ini berharap dapat menggunakan bahan-bahan yang diinspirasikan oleh bio untuk berfungsi sebagai perekat bedah, alternatif yang lebih aman dari beberapa perekat yang kita gunakan sekarang, atau perekat sementara yang terpisah ketika tidak diperlukan lagi.

"Ada perekat di sekitar kita, di mana-mana, " kata Wilker. “Banyak yang permanen, banyak yang tidak baik untuk kita. Jadi saya pikir kami memiliki banyak ruang untuk perbaikan. ”

Tiram tidak sendirian dalam menggunakan pasta lengket untuk tetap diam. Kerang, teritip, dan makhluk laut lainnya bersatu dengan bebatuan dan sesamanya karena beberapa alasan. Datang bersama dalam komunitas yang terikat lem melindungi makhluk-makhluk ini agar tidak dihempas oleh ombak, ditangkap oleh burung-burung laut yang kelaparan, atau berjuang untuk menemukan pasangan sendiri.

"Pada dasarnya kelangsungan hidup mereka tergantung pada itu, " kata Wilker, yang mempelajari perekat tiram dan kerang.

Hewan laut ini dapat menginspirasi perekat bedah dan gigi yang tidak beracun dan menyatukan jaringan dalam batas lembab tubuh manusia. "Sebagian besar perekat kami tidak dipasang di lingkungan basah ... jadi kami harus melihat ke alam untuk jawabannya di sini, " katanya.

Alat yang paling sering diandalkan dokter bedah tidak ideal. Jahitan dan staples melubangi jaringan yang sehat. "Anda sedang membangun semua situs ini dari tekanan mekanis, Anda membuat situs untuk infeksi, kata Wilker. Sedangkan untuk sekrup tidak dapat dipercaya berapa banyak tulang sehat yang harus Anda bor hanya untuk memegang piring di tempat jika Anda ingin menghubungkan potongan-potongan tulang. Saya pikir - hasil pasien akan jauh lebih baik jika kita bisa beralih dari jahitan dan staples dan sekrup ke perekat. "

Lem kerang mungkin ideal untuk jaringan lunak, sementara semen yang lebih kuat dari tiram dapat digunakan pada tulang. Wilker dan rekan-rekannya sedang mengerjakan lem yang diinspirasikan oleh bio untuk situasi lain juga, mengubah mereka agar bekerja dengan baik di bawah kondisi yang berbeda.

Banyak produk yang kita gunakan dalam kehidupan sehari-hari disatukan dengan lem permanen. "Jika Anda berpikir tentang - komputer atau furnitur atau interior mobil atau buku telepon atau sepatu - pada akhir masa manfaatnya, kami hanya memasukkan mereka ke tempat pembuangan sampah, kata Wilker." Bagaimana Anda akan mendapatkan semua komponen-komponen berharga dari komputer Anda atau laptop Anda terpisah? "Timnya sedang mengerjakan lem yang diinspirasikan oleh bio yang terdegradasi saat tidak lagi diperlukan, membuat daur ulang menjadi lebih mudah.

Mereka juga bekerja pada anti-fouling untuk menggagalkan hewan dengan desain lengket di lambung kapal. Teritip dan freeloader lainnya meningkatkan tarikan kapal dan pembakaran bahan bakar, dan saat ini terhalang oleh cat warna merah yang membocorkan ion tembaga ke dalam air. "Jadi pada intinya teknologi anti-fouling kami saat ini adalah untuk membunuh semua yang ada di air di sekitar kapal yang dikatakan Wilker." Jika Anda pertama kali dapat memahami bagaimana hewan itu menempel, Anda kemudian dapat menggunakan informasi itu untuk mengembangkan pelapis yang tidak dapat menempel pada hewan, tanpa harus melepaskan racun ke dalam air. "

Dia dan timnya telah menguji lapisan yang mencegah lem kerang menempel ke permukaan. Tapi itu tidak mudah untuk menghalangi semua hewan yang bertekad untuk meletakkan lem. "Alam menemukan cara" mereka akan menemukan cara untuk tetap, "kata Wilker.

Goop bisa menjadi pencegah yang kuat. Hagfish dikenal karena mengikat diri dalam simpul untuk mendapatkan pegangan yang lebih baik pada bangkai yang mereka konsumsi dari dasar laut. Mereka memiliki bakat lain yang tidak biasa: menembaki musuh mereka.

“Lendir hagfish tidak selalu menempel pada hal-hal, ” kata Douglas Fudge, seorang ahli biologi kelautan di Chapman University di Orange, California. "Lendir tampaknya sangat bagus untuk menyumbat hal-hal seperti insang."

Hagfish mengeluarkan lendir mereka dari garis kelenjar lendir yang membentang sepanjang tubuh mereka. "Benar-benar tidak ada tempat di mana kamu bisa menggigit hagfish tanpa harus lendir menembakimu, " kata Fudge.

Lendir memiliki beberapa kualitas unik. Hagfish dapat memompa banyak barang dalam sepersekian detik. "Bagaimana mereka menghasilkan begitu banyak, kita tidak sepenuhnya mengerti, " kata Fudge.

Lendir juga diisi dengan serat sutra. “Itulah yang membuatnya sangat tidak biasa — itu bukan hanya lendir dan air, itu lendir, air, dan puluhan ribu benang seperti sutra ini, ” kata Fudge.

Dia dan rekan-rekannya mempelajari sekresi unik ini dengan membius hagfish dan kemudian membujuk kelenjar lendir untuk membocorkan isinya. Versi lendir hagfish buatan manusia mungkin memiliki beberapa tujuan berbeda. Fudge tidak dapat membagikan rincian proyek yang sedang dikolaborasikannya dengan beberapa perusahaan. Namun dia mengatakan bahwa salah satu aplikasi yang orang pertimbangkan adalah menggunakan benang lendir hagfish sebagai alternatif untuk sutera laba-laba untuk bahan bio-terinspirasi. "Benang lendir Hagfish ... memiliki sifat material yang menyaingi laba-laba sutra, katanya. Saat ini, para peneliti sedang mencoba menyalin sutra laba-laba dengan harapan membuat bahan dengan kekuatan baja dan fleksibilitas karet.

Fudge juga berbicara tentang bagaimana serat mungkin berguna dalam helm pengaman atau rompi anti peluru. Dan pada bulan Januari, para peneliti Angkatan Laut mengumumkan bahwa mereka telah menciptakan bahan yang terinspirasi oleh lendir hagfish. "Lendir hagfish sintetis dapat digunakan untuk perlindungan balistik, pemadam kebakaran, anti-pengotoran, perlindungan penyelam, atau ahli biokimia semprot hiu Josh Kogot dalam sebuah pernyataan." Kemungkinannya tidak terbatas. "

Hewan lain menggunakan lem untuk melindungi diri mereka sendiri. Beberapa teripang mengeluarkan benang lengket untuk menjerat predator, sementara salamander tertentu mengeluarkan lem untuk dengan cepat menutup mulut predator. Karena mereka bekerja dalam kondisi kering, ramuan salamander mungkin menginspirasi lem kulit. "Lem Salamander adalah ... sangat kuat, kata Janek von Byern, ahli zoologi di Institut Ludwig Boltzmann untuk Traumatologi Eksperimental dan Klinis di Austria." Ketika Anda membandingkannya dengan sistem komersial, itu adalah kompetisi yang sangat bagus. "

Lem juga bisa digunakan untuk menjerat makanan. Spesies siput cacing yang baru dideskripsikan menembak jaring lendir di mangsanya, sementara banyak laba-laba dan glowworm menunggu makan malam mereka untuk menggulung benang lengket yang telah mereka buat.

Pada bulan Desember, von Byern dan rekan-rekannya melaporkan bahwa tetesan yang membuat pancing ikan mas lengket sebagian besar terbuat dari air dan limbah cacing itu sendiri. Goo adalah 99 persen air, dicampur dengan sedikit urea dan bahan-bahan lainnya. Kesederhanaan ini berarti lem glowworm bisa menjadi templat yang baik untuk perekat buatan manusia yang murah untuk furnitur, kertas, atau kardus, kata von Byern kepada Popular Science .

Ini bisa menjadi alternatif yang lebih aman daripada lem kayu berbasis formaldehid, yang harganya sangat murah. Formaldehyde bersifat iritan dalam dosis rendah, dan bersifat karsinogenik pada dosis tinggi. Lem ini menjadi terkenal setelah Badai Katrina, ketika orang menjadi sakit setelah berlindung di trailer yang disediakan oleh Badan Manajemen Darurat Federal. "Mereka memanggang di bawah terik matahari Louisiana dan kemudian formaldehida mulai keluar dari perekat di panel Wilker mengatakan. Baru-baru ini, pengecer Lumber Liquidators menemukan dirinya dalam air panas untuk menjual lantai dengan tingkat formaldehida yang tinggi. Jika kita bisa pergi ke hal-hal yang lebih berbasis bio dan kurang beracun ... itu akan menjadi hebat, kata Wilker.

Hal yang sama berlaku untuk kosmetik. "Untuk mengikat kuku palsu dan ekstensi bulu mata, itu pada dasarnya super ... dan itu tidak terlalu sehat, " kata Wilker.

Mungkin lem salamander bisa menemukan ceruknya di sini. “Saya belum pernah menguji lem salamander di kuku saya, ” aku von Byern. "Tapi aku tahu lem salamander menempel sempurna di kulit manusia. Ini sangat lengket! ”

Perekat yang diilhami binatang tidak akan menggantikan semua perekat yang kami gunakan. "Kami tidak ingin menyingkirkan semua lem ini, beberapa di antaranya adalah lem sintetis yang sangat kuat, " kata von Byern. Tetapi saat kontak manusia diberikan, saya pikir kita harus memikirkannya, apakah itu benar-benar perlu?

Memberikan alternatif yang diilhami binatang bukanlah tugas yang cepat atau sederhana. Para ilmuwan harus mencari tahu bagaimana seekor binatang membuat pistolnya, bahan apa yang terlibat, dan bagaimana mereka dapat menirunya. Kemudian, para ilmuwan harus menguji kekuatannya pada bahan-bahan seperti kayu, kulit babi, atau tulang binatang. Dan, akhirnya, mereka harus membuat versi mereka sendiri lebih baik daripada yang asli.

Tidak praktis untuk mengambil lem langsung dari hewan. Untuk satu hal, memanen jumlah goop yang cukup akan menjadi tantangan. Dan begitu kita tahu formula yang digunakan hewan, kita bisa mengubahnya untuk membuatnya lebih ramah manusia. "Kerang ingin mengikat diri ke batu atau tiram ingin mengikat diri ke tiram lain, " kata Wilker. "Itu tidak selalu sama dengan apa yang Anda inginkan untuk mengikat tulang ke tulang, atau membuat versi baru dari kayu lapis atau ikatan jaringan lunak, atau semen gigi atau lem kosmetik."

Setiap rasa goop disesuaikan dengan kebutuhan hewan yang membuatnya. Glowworm lem hanya lengket di bawah kondisi yang sangat lembab. Lem Salamander harus dipasang dalam sekejap, sebelum pengejarnya memiliki kesempatan untuk mengunyah. Lem kerang membutuhkan waktu lebih lama untuk mengeras. "Itu tidak harus cepat tetapi - itu harus bekerja selama sisa hidup mereka, selalu kuat dan tidak pernah berubah, " kata Byern.

Menyalin pistol ini bisa memberi kita beragam perekat, sangat cocok untuk kebutuhan manusia. Dan mereka hanya jatuh di lautan lem hewan dan lendir. Starfish menggunakan perekat untuk merangkak di sepanjang dasar laut dan membongkar kerang yang terbuka. Sarang burung walet yang dapat dimakan itu terbatuk-batuk di atas ludah yang panjang untuk membangun sarangnya, yang dihargai sebagai makanan lezat. Siput mengeluarkan lendir yang membantu mereka meluncur di sepanjang tanah dan telah menginspirasi desain untuk jendela rumah kaca yang menyimpan dan melepaskan kelembaban. Nautilus kuno melapisi tentakelnya dengan lem alih-alih pengisap, sementara ikan mengeluarkan mantel lendir yang melindungi mereka dari patogen dan hama. Dan banyak makhluk lain di luar kerajaan hewan membuat kotoran mereka sendiri, dari "kertas terbang" yang ditemukan pada tanaman karnivora hingga plak gigi (itu adalah biofilm yang dibuat oleh bakteri yang tinggal di mulut Anda).

Kita harus banyak belajar tentang banyak varietas goop yang muncul di dunia alami, dan bagaimana mereka dapat melayani kita. Tetapi semakin banyak laboratorium yang mengalihkan perhatian mereka ke hewan. "Dulu sangat aneh dan niche, " kata Wilker. Tapi sekarang, "kita sampai pada titik di mana komersialisasi dan dampak aktual sudah dekat."

Cara memilih tablet terbaik untuk Anda

Cara memilih tablet terbaik untuk Anda

Bagaimana pesawat terbang?

Bagaimana pesawat terbang?

Ya, mungkin mengisi baterai telepon menggunakan trek kereta

Ya, mungkin mengisi baterai telepon menggunakan trek kereta