小貽貝何以具有抵御風(fēng)暴的“大能量”,？《Advanced Science》刊發(fā)石大徐泉研究員等最新研究成果
發(fā)布時(shí)間:2019-10-25 | 來(lái)源：新能源與材料學(xué)院 | 瀏覽量：
海洋孕育了生命,，同時(shí)充滿(mǎn)了各種神奇?；蛟S你在餐桌上品嘗過(guò)貽貝的美味,，但你能想象它靠自己繡花針般的足絲附著在巖石上能夠抵御10級(jí)風(fēng)暴嗎？一束細(xì)小的足絲何以讓貽貝在風(fēng)暴中巋然不動(dòng),？
10月24日,，國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《Advanced Science》在線公開(kāi)發(fā)表了中國(guó)石油大學(xué)（北京）徐泉研究員與中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院、清華大學(xué),、美國(guó)北德克薩斯州大學(xué)等單位合作完成的論文“Metal Coordination-Mediated Functionally Grading and Self-Healing in Mussel Byssus Cuticle”（貽貝角質(zhì)層中金屬配位價(jià)鍵梯度分布與貽貝足絲自愈合中的作用機(jī)理）,，揭示了海洋貽貝足絲“堅(jiān)不可摧”的奧秘，闡述了貽貝足絲角質(zhì)層內(nèi)部左旋多巴胺與鐵離子動(dòng)態(tài)敖合新機(jī)理及其角質(zhì)層中鐵離子分布梯度分布規(guī)律,。該項(xiàng)研究首次證明,，貽貝足絲的角質(zhì)層沿著厚度方向上鐵離子具有多種價(jià)態(tài)，其中Fe3+和Fe2+離子隨著角質(zhì)層的深度存在著梯度分布的現(xiàn)象,。這種特性使得拉伸狀態(tài)下的貽貝足絲多了一層自我保護(hù)機(jī)制,。拉伸中鐵離子接觸氧氣可以迅速氧化變硬抵抗拉伸形變,，但這種氧化過(guò)程產(chǎn)生的裂紋擴(kuò)展副反應(yīng)，卻可以通過(guò)左旋多巴胺和海水的協(xié)同作用得以恢復(fù),，從而進(jìn)而實(shí)現(xiàn)原位的裂紋自修復(fù),。
這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)為深入理解鐵離子與左旋多巴胺的動(dòng)態(tài)敖合機(jī)制提供了新的證據(jù)與研究視角，并為設(shè)計(jì)制備兼具高韌性和強(qiáng)自修復(fù)能力的仿生足絲發(fā)展提供新的研究思路,。該研究成果有望在生物醫(yī)學(xué)的骨損傷修復(fù),、油氣壓裂的巖石裂縫監(jiān)測(cè)與儲(chǔ)運(yùn)管道裂紋自檢、海洋天然氣水合物開(kāi)采等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用,。
圖：貽貝足絲高韌性與自修復(fù)作用機(jī)理圖
本項(xiàng)研究成果第一完成單位為中國(guó)石油大學(xué)（北京）,，第一作者兼通訊作者為石大新能源與材料學(xué)院徐泉研究員，中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院許猛副主任醫(yī)師為共同第一作者,，清華大學(xué)田煜教授和美國(guó)北德克薩斯州大學(xué)夏振海教授為共同通訊作者,。論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.201902043。
