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Les fils collants des moules pourraient nous aider à nettoyer les marées noires, à purifier l'eau, etc.

Lorsque l'on parle de moules, on peut penser à une belle assiette de moules-frites, mais certains bivalves sont plus pesants que savoureux. Des dizaines d’espèces de moules vivant dans l’eau douce comme dans l’eau salée constituent une nuisance considérable. Elles sont réputées pour rester obstinément collées aux rochers, aux quais et aux bateaux et pour se frayer un chemin vers de nouveaux endroits. Mais une nouvelle revue d’études dans la revue Matter suggère que ce qui rend les moules si affolantes - leur pouvoir adhésif - pourrait avoir toutes sortes d’applications en ingénierie.

En fait, Susie Nelson de NPR rapporte que le pouvoir collant sous-marin des moules est tellement impressionnant qu’il a engendré tout un domaine d’étude appelé chimie inspirée par les moules. Les chercheurs ont examiné les avancées récentes inspirées par les bivalves, en concluant que le caractère collant des moules pourrait avoir toutes sortes d'applications, notamment le nettoyage des marées noires, la purification de l'eau et la création d'un globule rouge.

Pourquoi les moules sont-elles si douées pour s'accrocher aux rochers et aux hélices de bateau? Selon un communiqué de presse, ce pouvoir collant provient de fins fils de byssus, des filaments utilisés pour s'accrocher aux rochers et souvent désignés par le terme de "barbe" de la moule. Ces fils utilisent un groupe d'acides aminés appelé dihydroxyphénylalanine, ou DOPA, qui utilise quelques astuces chimiques, telles que la liaison hydrogène, qui lui permet de former un lien extrêmement étroit avec toutes sortes de substrats.

À partir de ces fils, les chimistes ont mis au point une version artificielle de la colle de moules appelée polydopamine, ou PDA. Et c'est ce que les ingénieurs trouvent de nouveaux usages.

Le co-auteur de l’étude, Seth Darling, directeur du Center for Molecular Engineering du Laboratoire Argonne National, a expérimenté le PDA pour éliminer les métaux lourds de l’eau, car ce composé repousse les particules chargées et attire l’eau, indique le rapport Nelson de NPR . L'affinement du matériau pourrait également assurer des fonctions de nettoyage similaires avec les polluants organiques, les agents pathogènes et les déversements d'hydrocarbures, ce qui a déjà été testé à petite échelle.

"Si vous appliquez un mélange huile-eau sur cette membrane, l'huile transmettra spontanément à travers les pores et l'eau restera derrière", explique Darling.

Selon le communiqué de presse, un groupe de scientifiques en Chine utilise également ce matériau pour développer un globule rouge universel, qui pourrait être utilisé par n'importe qui, peu importe le groupe sanguin. Un revêtement inspiré de la colle de moules placée sur le globule sanguin le cache essentiellement au système immunitaire de l'organisme, qui s'attaque normalement aux globules sanguins incompatibles. Le matériau pourrait également avoir des applications dans la production de vapeur solaire, dans laquelle la lumière du soleil convertit l'eau en vapeur. Ce processus peut être utilisé pour distiller et stériliser de l’eau mais pourrait également être utilisé dans la production d’électricité.

Blair Brettmann, ingénieur en chimie chez Georgia Tech, qui n’a pas participé à l’étude, explique à Nelson que les applications potentielles de purification de l’eau sont intéressantes et que les matériaux utilisés peuvent également conduire à des phénomènes tels que les adhésifs médicaux qui peuvent rester collants dans un environnement humide.

Mais il reste encore des obstacles majeurs à un avenir inspiré par les moules, explique le co-auteur Hao-Cheng Yang, ingénieur à l’Université Sun Yat-Sen.

«Malgré la simplicité et l'efficacité, il y a toujours des limites inhérentes», a déclaré Yang. «Les conditions alcalines sont généralement nécessaires pour réaliser la polymérisation de la dopamine, elle ne peut donc pas être appliquée à des matériaux instables dans des conditions alcalines. De plus, le dépôt de PDA est un processus qui prend du temps - il faut des dizaines d’heures pour former un revêtement uniforme sur la plupart des surfaces de matériaux. ”

Il est également possible qu'une partie du pouvoir collant des moules provienne du fait qu'elles forment des colonies denses - l'agrégation de mollusques peut associer certains acides aminés pour rendre la colonie encore plus adhésive. Dans l'article, le chercheur affirme que la production de dopamine est chère, suggérant que les scientifiques se pencheraient davantage sur des composés à base de plantes similaires à l'acide tannique.

En d'autres termes, il reste encore beaucoup à apprendre sur le caractère collant des moules avant que les mollusques ne se détachent de nos assiettes et ne se transforment pas en avenir en bio-ingénierie.

Les fils collants des moules pourraient nous aider à nettoyer les marées noires, à purifier l'eau, etc.