Vijftien kleine zonnedauwplantjes zitten op een vensterbank, zonlicht verzamelen en vlees eten in het laboratorium van Mingjun Zhang op de Knoxville-campus van de Universiteit van Tennessee. Zonnedauwplanten zijn carnivoren, insecten consumeren door ze te vangen met kleine zelfklevende balletjes aan de uiteinden van hun tentakels.

De tentakels en hun hechtende eigenschappen kunnen het ontwerp van de natuur zijn om insecten te vangen, maar het onderzoeksteam van Zhang hoopt dat deze zelfde lijm ooit kan helpen om de vervangende heup van je grootmoeder of je kunstknie te bevestigen zonder bang te hoeven zijn dat je lichaam het zal afstoten.

Postdoctoraal onderzoeker Scott Lenaghan legde uit dat het idee achter dit onderzoek bij het Nano Bio-systems and Bio-mimetics Lab is om te leren van biologische principes en gaandeweg engineering toe te passen om een ​​eindproduct te ontwikkelen dat deze verbindingen en principes gebruikt om technologie vooruit te helpen. .

Organische biomaterialen vinden

Het doel van het lab is om biologisch materiaal op nanoschaal te bestuderen - een miljoen keer kleiner dan een zandkorrel - in de hoop na te bootsen wat de natuur al miljoenen jaren heeft gedaan en toe te passen op het dagelijks leven. net zoals zwevende vogels de creatie van vliegtuigen inspireerden.

Bij medische vervangingsoperaties, "je hebt iets nodig dat cellen kunnen herkennen en aan kunnen hechten, " zei Lenaghan. Met de zonnedauw, de onderzoekers hebben misschien precies dat gevonden, omdat de nanodeeltjes in de lijm gemakkelijk worden herkend door menselijke cellen.

Naast onderzoek naar de verbazingwekkende kleefeigenschappen van de vleesetende zonnedauwplant, Zhang en zijn collega's onderzoeken nanodeeltjes gevonden in Engelse klimop. Deze deeltjes kunnen licht verstrooien, en kan mogelijk een alternatief zijn voor de op metaal gebaseerde nanodeeltjes die momenteel in zonnebrandcrème worden gebruikt, zei Lenaghan. De onderzoekers rapporteerden hun werk, ondersteund door subsidies van de National Science Foundation (NSF) en het Army Research Office, in een paper uit 2010 in de Tijdschrift voor nanobiotechnologie .

Medisch gebruik

In het tijdschrift van augustus 2010, De groep van Zhang publiceerde het artikel "Nanovezels en nanodeeltjes van de insectenvangende lijm van de zonnedauw (Drosera) voor celhechting." De onderzoekers meldden dat natuurlijk voorkomende nanovezels en nanodeeltjes van de uitgescheiden lijm van de zonnedauw een hoge compatibiliteit vertonen voor het hechten van cellen.

Lenaghan merkt ook op dat de nanovezels mogelijk kunnen worden gebruikt op zelfklevende verbanden om wondgenezing te verbeteren door snijwonden te coaten met biologische materialen die celactiviteit opwekken, in plaats van alleen een wond te bedekken met watten.

De lijm van de zonnedauw heeft "Spiderman" eigenschappen. Bijvoorbeeld, het kan uitrekken tot een miljoen keer zijn normale grootte. De meeste elastiekjes kunnen slechts ongeveer zes keer hun oorspronkelijke lengte uitrekken. Deze opmerkelijke elasticiteit maakt de lijmdauw die door de plant wordt afgescheiden een potentieel effectieve keuze voor het coaten van vervangende lichaamsdelen, het regenereren van stervende weefsels, wondgenezing en verbetering van synthetische kleefstoffen. Het materiaal is zo plakkerig en elastisch dat het ook economisch is - minder dan een microliter (0,002 theelepels) zou 25 vierkante millimeter (ongeveer 0,04 vierkante inch) beslaan.

Het laboratorium van Zhang werkt samen met de afdeling Plantenbiotechnologie van de Universiteit van Tennessee om zonnedauw te kweken in de kas van de afdeling en het team gebruikt beeldvormingsmiddelen van de Michigan State University om de bevindingen te observeren en vast te leggen.

Andere gebruiken

Terwijl medische toepassingen voor nanodeeltjes zich blijven ontwikkelen, een van de belangrijkste toepassingen van nanodeeltjes is tegenwoordig in cosmetica. De nanodeeltjes zorgen ervoor dat de meerdere ingrediënten op de juiste manier op elkaar inwerken om gladmakende en gloeiende effecten te krijgen.

"Verscheidene cosmetische bedrijven hebben contact met ons opgenomen over ons onderzoek en de toepassingen ervan, ' zei Lenagan.

Onderzoek naar zonnedauw en Engelse klimop in het laboratorium van Zhang maken deel uit van een groeiend veld van 'next generation'-materialen die een brede interdisciplinaire impact hebben. De hoop is om de vele synthetische producten die we dagelijks gebruiken te vervangen door natuurlijk voorkomende stoffen.

"In het ideale scenario als je een gebroken bot had, je een stof wilt die biologisch afbreekt als je weefsels eromheen genezen, wat er nog over is je materiaal maken, ' zei Lenagan.

Wees niet verbaasd als u binnenkort pleisters van zonnedauw kunt kopen.