西北大学 真菌幽灵是通过从真菌细胞中蚀刻生物材料而产生的
学分:内森·吉纳斯基实验室/西北大学 几十年来，创造选择性多孔材料的想法吸引了化学家的注意
现在，西北大学的新研究表明，真菌可能已经做了几百万年了
当内森·吉纳斯基的实验室开始合成黑色素时，他们最初并没有想到这种材料会被证明是高度多孔的——这种特性使这种材料能够储存和捕获分子。黑色素是由某些已知生活在不寻常的恶劣环境中的真菌形成的，这些环境包括宇宙飞船、洗碗机甚至切尔诺贝利核电站
黑色素已经在生物体中发现，在我们的皮肤和眼睛后部，并且作为许多动物和植物的色素
它还在保护物种免受环境压力方面发挥作用
例如，在污染的水中，海龟头海蛇的条纹会变暗；生活在工业区的蛾子会变黑，因为它们的细胞吸收煤烟中的毒素
研究人员想知道这种生物材料是否可以制成更像海绵，以优化这些性能
反过来，海绵样黑色素是否已经存在于自然界
“黑色素的功能并不是一直都完全为人所知的，在所有情况下都是如此，”该项研究的相应作者吉安内斯基说
“它肯定是人体皮肤中的自由基清除剂，可以防止紫外线伤害
现在，通过合成，我们发现了这种令人兴奋的物质，它很可能存在于自然界
真菌可能会使这种材料增加细胞的机械强度，但它是多孔的，允许营养物质通过
" 这项研究将于3月5日星期五发表在《美国化学学会杂志》上
吉安尼奇是温伯格文理学院雅各布和罗莎琳·科恩化学教授
在麦考密克工程学院的材料科学和生物医学工程系任职，吉安尼奇也是国际纳米技术研究所的副主任
在实验室中制作这种材料的能力令人鼓舞，原因有很多
在典型的无孔材料中，颗粒仅表面吸附
但是像异体黑色素这样的多孔物质会吸收并保留不需要的毒素，同时让空气、水和营养物质等有益物质通过
这可能允许制造商为制服创造透气的保护涂层
“你总是对发现潜在有用的东西感到兴奋，”吉安尼奇说
“但是也有一个有趣的想法，通过发现这一点，也许更多类似的物质已经存在于生物学中
化学合成导致生物发现的例子并不多
通常情况是相反的
" 实验室的研究生研究员、该论文的第一作者纳内基·麦卡勒姆(Naneki McCallum)注意到，在适当的条件下，黑色素看起来是中空的，或者可以通过电子显微镜制成包含空洞的东西
当研究小组遇到合成材料时，他们开始试验材料的多孔性和选择性，以吸附这些空隙中的分子
在一个关键的演示中，该团队与海军研究实验室的研究人员合作，能够显示新的多孔黑色素将充当保护涂层，防止神经气体模拟物通过
受这一结果的启发，他们从真菌细胞中分离出天然黑色素
这是通过从内部蚀刻掉生物材料，留下含有黑色素的外壳来完成的
他们称这些结构为“真菌幽灵”，因为难以捉摸的中空形状具有“卡斯帕”般的品质
这种来自真菌的材料也可以反过来用作织物的保护层
值得注意的是，这种材料保持透气，让水通过，同时捕捉毒素
这种材料的另一个好处是它的简单，因为它很容易从简单的分子前体生产和缩放
在未来，它可以用来制造防护面具和面罩，并有可能应用于长距离太空飞行
太空中的涂层材料将允许宇航员储存他们呼出的毒素，同时保护自己免受有害辐射，从而减少浪费和重量
这也是向选择性膜迈出的一步，选择性膜是一个高度复杂的研究领域，旨在吸收水等化合物，让健康的矿物质通过，同时阻挡汞等重金属
麦卡勒姆说:“真菌可以在其他生物挣扎的地方茁壮成长，它们有黑色素帮助它们做到这一点。”
"所以，我们问，在实验室里重新创造这样的材料，我们能利用什么特性？" 这篇论文的题目是“同种黑色素:一种内在微孔性的生物聚合物”
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