通过腐蚀真菌内部的生物材料产生“真菌幽灵”——一种内在多孔的生物聚合物。
创造具有选择性的多孔材料一直是学界热点。现在，一项新研究表明，真菌早已成功完成了这一壮举。
3月5日，美国西北大学的科学家们在《美国化学学会杂志》上发表论文称，通过模仿某些存活于恶劣环境中的真菌，他们成功合成了多孔黑色素。这种材料能够存储并捕获分子，可能广泛应用于各个领域。
黑色素在生物中广泛存在，可以保护动植物物种免受环境压力。例如，生活在工业区的蛾会因为细胞吸收烟尘中的毒素而变黑。那是否可以合成更像海绵的黑色素来优化这些特性呢？或者，海绵样的黑色素是否已经存在于自然界中？
该研究通讯作者、国际纳米技术研究所副主任Gianneschi说。“黑色素是人类皮肤中的一种自由基清除剂，可以保护人体免受紫外线的伤害。现在，通过合成，我们偶然发现真菌可能会制造这种材料来增加其细胞的机械强度，而且材料是多孔的，可以让营养物质持续通过。”
典型的无孔材料只能在表面吸附颗粒，而像异黑色素这样的多孔材料可以吸收并保存不需要的毒素，让空气、水和营养物质通过。这种特性使其可以用于制作衣服的透气防护涂层。
“我们通过化学合成发现了这种多孔材料，也许这样的物质早已经存在于生物学中。”Gianneschi说。在研究小组对这种合成多孔材料在空隙中吸附分子的选择性进行实验时，他们发现，这种多孔黑色素可以作为一种保护层，防止神经毒气模拟物通过。
在这一结果的启发下，研究人员从真菌细胞中分离出了自然产生的黑色素。他们将真菌内部的生物质腐蚀，留下含有黑色素的外壳，并将这些难以捉摸的结构为“真菌幽灵”。这种从真菌中提取的材料也可以用作织物的保护层，由此制成的保护层不仅可以透气、透水，同时还能捕获毒素。
这种材料的另一大优势在于：仅需简单的分子前体即可大规模生产。在未来，或可用于制造防护面具和面罩，并在长距离空间飞行中具有应用潜力。太空中的涂层材料可以让宇航员储存呼出的毒素，同时保护自己免受有害辐射。同时，这也是向选择性生物膜领域迈出的关键一步。
论文第一作者Naneki McCallum说：“真菌可以在其他生物苦苦挣扎的地方茁壮成长，黑色素帮助它们做到了这一点。通过在实验室中重新制造这些材料，我们可以利用它的哪些特性来服务于人类？接下来，我们将展开进一步探索。”
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编译：花花
审稿：西莫
责编：陈之涵
期刊来源：《美国化学学会杂志》
期刊编号：0002-7863
原文链接：
https://phys.org/news/2021-03-fungal-ghosts-skin-fabric-toxins.html
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