De natuur zit vol met prachtige, beproefde oplossingen voor verschillende uitdagingen. De wetenschap heeft haar aandacht gericht op het reproduceren en herbestemmen van deze verschijnselen om duurzamere antwoorden op menselijke uitdagingen te creëren. Dit relatief nieuwe vakgebied, bekend als biomimicry, is het afgelopen decennium exponentieel gegroeid om een ​​hele wetenschappelijke gemeenschap te creëren die is geïnspireerd door de natuurlijke wereld. Deze week, een aanzienlijk deel van deze gemeenschap woonde een tweedaagse internationale workshop bij die hier op de ICN2 werd georganiseerd.

Gekko's kunnen op muren lopen. Waterlelies zelfreinigend. De natuur zit vol met prachtige, beproefde oplossingen voor verschillende uitdagingen. De wetenschap heeft haar aandacht gericht op het reproduceren en herbestemmen van deze verschijnselen om duurzamere antwoorden op menselijke uitdagingen te creëren. Bekend als biomimicry, dit relatief nieuwe veld ontstond ongeveer 10-12 jaar geleden en is exponentieel gegroeid om een ​​hele wetenschappelijke gemeenschap te creëren die is geïnspireerd door de natuurlijke wereld. En deze week, een aanzienlijk deel van deze gemeenschap heeft een tweedaagse workshop hier bij de ICN2 gevolgd.

Mosselen zijn een ander wezen met een interessante vaardigheid:het vermogen om onder water aan oppervlakken te blijven plakken. Ze gebruiken lijmachtige afscheidingen om zich via zijdeachtige vezels losjes te hechten aan met golven gewassen rotsen en aan elkaar, waardoor ze kunnen drijven en voedingsstoffen uit het water kunnen opnemen, terwijl ze verankerd en "veilig in aantallen" blijven. Wetenschappers hebben deze afscheidingen bestudeerd en hun moleculaire structuur gereproduceerd om de eerste synthetische natte lijmen en coatings te ontwikkelen.

Deze bio-geïnspireerde stoffen kunnen verschillende toepassingen vinden in het zeetransport, filtratie en medicijnen, zowel als kleefstof als als antikleefmiddel. Bijvoorbeeld, bij de langeafstandsvaart kan de onderkant van schepen zo bedekt raken met zeepokken, mosselen en algen om het brandstofverbruik aanzienlijk te verhogen. Antifouling coatings bestaan ​​al om dit te voorkomen en werken zeer goed, maar ze kunnen schadelijke effecten hebben op aquatische ecosystemen. Biomimetische alternatieven zouden een oplossing kunnen bieden.

Ondertussen in de geneeskunde, sterke maar niet-giftige synthetische lijmen op basis van mosselvoetproteïnen zouden kunnen worden gebruikt als hechtmiddel bij hechtloze chirurgie en andere wondreparaties. De organische verbinding die verantwoordelijk is, catechol, kan ook worden gebruikt bij de bereiding van nanodeeltjes voor gebruik in effectievere medicijnafgiftesystemen. Inderdaad, de ICN2 Nanostructured Functional Materials of "NanosFun" Group werkt momenteel aan op mosselen geïnspireerde coatings voor nanodeeltjes om het transport van geneesmiddelen door de bloed-hersenbarrière te verbeteren en nieuwe therapeutische benaderingen voor neurodegeneratieve ziekten zoals de ziekte van Alzheimer tot stand te brengen.

Onder leiding van Dr. Daniel Ruiz-Molina, de groep is toegewijd aan het verkennen van chemische routes naar nieuwe moleculaire nanostructuren met eigenschappen geïnspireerd door de natuur en slimme reacties op externe stimuli, met Dr. Josep Sedó Vegara aan het hoofd van het werk aan natte lijmen en coatings. Naast nanodeeltjes die de bloedhersenen en andere fysiologische barrières kunnen passeren, de groep bestudeert ook mucoadhesie, als het mechanisme waardoor slijm, gevonden door het hele menselijk lichaam langs inwendige organen en openingen zoals de ogen en mond, hecht aan biologisch materiaal zoals huid of spieren. Deze kleefkracht kan worden benut om de medicijnafgifte te verbeteren door de contacttijden te verlengen en meer controle over de afgiftesnelheden mogelijk te maken. De onderzoeksportfolio van de groep omvat ook werk aan bioadhesieven voor gebruik in de tandheelkunde, wondherstel en chirurgie.

NanosFun is al bijna net zo lang actief op dit gebied als het bestaat, en de bevindingen ervan helpen het tempo van Europees en internationaal onderzoek te bepalen. Getuige hiervan is de workshop van deze maand over bio-geïnspireerde lijmen en functionele coatings op basis van catechols, georganiseerd door de ICN2 in het kader van zijn deelname aan het European Network of Bioadhesives (ENBA). Het tweedaagse evenement bracht belangrijke vertegenwoordigers van de internationale biomimicry-gemeenschap samen om de stand van de techniek en toekomstige richtingen in dit levendige veld te bespreken.