При ликвидации разлива нефти в океане лучше всего использовать материал, который отделяет нефть от морской воды. Ученые создали новый тип органической мембраны, извлеченной из вешенки. Во-первых, теперь существуют «мембраны Януса», гидрофильные с одной стороны (поглощающие воду) и гидрофобные с другой стороны (отталкивающие воду, но поглощающие масло). При использовании в системе фильтрации эти мембраны всасывают загрязненную воду с одной стороны и удаляют ее с другой стороны, сохраняя при этом втянутое масло.
Однако такие мембраны часто изготавливаются из материалов на основе нефти, которые не очень безопасны для окружающей среды и не подвергаются биологическому разложению после выбрасывания. Помня об этом недостатке, ученые из Университета науки и технологий имени короля Абдаллы в Саудовской Аравии (KAUST) обратились к грибам.
В частности, они изучали мицелий, грибную сеть гиф (также известных как гифы), из которой при подходящих условиях прорастают настоящие грибы (также известные как плодовые тела). Важно отметить, что мицелий содержит белки, называемые гидрофобинами, которые гидрофильны с одной стороны и гидрофобны с другой.
Докторант Джойс Кавальканте и ее научный руководитель профессор Дьёрдь Секели впервые культивировали материнский мицелий из свежих королевских вешенок. Затем они поместили колонии мицелия материнского вида на пленку из гидрофильного полимера, заполненную наноразмерными порами.
Эти поры позволяют гифам получать питательные вещества из гелеобразной питательной среды на другой стороне пленки, но поры настолько малы, что гифы не могут расти непосредственно через пленку.
Когда гифы растут на одной стороне пленки, их гидрофильная сторона адсорбируется гидрофильным полимером, в результате чего их гидрофобная сторона перемещается вверх от гидрофильного полимера. Поэтому, когда мицелий окончательно отслаивается от полимерной пленки, они образуют биоразлагаемую органическую пленку с одной гидрофильной и одной гидрофобной стороной.
При испытаниях на воде, загрязненной сырой нефтью, было обнаружено, что мембраны поглощают на 445% больше масла, чем традиционные полипропиленовые мембраны Janus, а также поглощают на 99,6% меньше воды.
«Эти результаты вселяют надежду на создание мембран следующего поколения с большей селективностью и адсорбционными способностями», — сказал Кавальканте.
Исследование описано в статье, недавно опубликованной в Журнале химии материалов.