Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Blåmuslinger er inspirationen til fremtidens operationslim

Blåmuslinger kan lime sig fast under vand til næsten hvad som helst. Ph.d.-studerende Marie Krogsgaard har brugt specialetiden på at efterligne muslingernes helt specielle hæfteevne.

Blåmuslinger sidder naglet fast til bundgarnspæle og skibe, mens selv de mest standhaftige lime går i opløsning under vand. Det har længe undret forskerne.
Marie Krogsgaard har derfor brugt det sidste lange stykke tid på at efterligne blåmuslingernes lime-evner. Hun har lige afleveret og forsvaret sit speciale og har nu påbegyndt sin ph.d. inden for samme felt. Sammen med specialet røg også en patentansøgning af sted.
– Man har længe forsket i at lave bedre lime end dem, man har i dag. Meget få lime kan lime i vandigt miljø, hvilket for eksempel er vigtigt, når man skal lime sår sammen. Her kommer blåmuslingen ind i billedet, da den kan lære os, hvordan man gør, siger Marie Krogsgaard.
Hun har netop vist rundt i laboratoriet, hvor hun har brugt hundredvis af timer på at fremstille en blåmuslinge-inspireret lim.

En selvreparerende bil

Muslingerne har et anker, som de bruger til at fortøje sig til for eksempel sten i bølgernes voldsomme brusen. Ankeret består af hundreder af lange tråde, der er 4-5 centimeter lange. Det unikke ved trådene er, at de kan binde til hvad som helst under vand – selv teflon, som ellers er et materiale, man normalt ikke kan få noget til at sidde fast på.
– Ved at kopiere blåmuslingens kemi kan vi lave nyt lim, der virker selv i vandigt miljø. En anden rigtig fed egenskab ved den nye lim er, at den i modsætning til syntetisk lim er selvreparerende. Det betyder, at hvis en revne opstår i limen, så vil den kunne lukkes igen efter lidt tid. Det er jo en god egenskab for sårheling, for hvis det skulle ske, at såret springer op, vil limen kunne lime det sammen på ny, siger Marie Krogsgaard.
Materialet har potentiale til at blive brugt i en helt masse andre sammenhænge, hvor det nødvendigvis ikke fungerer som en lim, men som for eksempel en coating.
– Forestil dig, at du bruger materialet som overfladebehandling på din bil. Hvis du så får en revne, vil den med tiden kunne gå væk, forklarer ph.d.-studerende Marie Krogsgaard.

En patentansøgning er sendt af sted

Det er længe siden, at forskere begyndte at forske i blåmuslingers superlim, men en artikel fra 2011, hvori det fremgik, at limen kunne blive selvgenererende, fik for alvor gjort Marie Krogsgaard interesseret.
– Det er den tanke, min vejleder Henrik Birkedal og jeg har forsøgt at videreudvikle i mit specialeår. Vi har designet og syntetiseret en blåmuslinge-inspireret lim, og vi har vist, at limen har de forventede materialeegenskaber som for eksempel det med, at den er selvreparerende, siger Marie Krogsgaard.
Nu er hun begyndt på sit ph.d.-studium, hvor hun skal fortsætte sin forskning. Hun og Henrik Birkedal har netop sendt en patentansøgning af sted, der skal sikre dem rettighederne til deres opdagelser.
– Der er stadig meget langt til, at det rent faktisk kan blive brugt som operationslim. Det er stadig kun grundforskning, men der er håb for, at vi i fremtiden får en meget forbedret lim, siger Marie Krogsgaard.
Der var dog mange, mange frustrationer i laboratoriet, inden de nåede så langt.
– En dag ringede min mor og spurgte, hvor langt jeg var. Jeg svarede vist ”omkring 20 procent færdig”. Dagen efter havde jeg fået et gennembrud og var lige pludselig 80 procent færdig. Indtil da var der mange dage, hvor der ikke skete så meget. Men lige pludselig var den der, siger Marie Krogsgaard.


Marie og muslingerne

Marie Krogsgaard blev den 1. februar tildelt den internationale pris Institute of Nanotechnology International Student Award 2012
–    Blåmuslinger har et højt indhold af et molekyle, der hedder DOPA. DOPA, der sidder i muslingens skægtråde, er årsagen til, at muslingen kan binde til alle typer overflader – også under vand.
–    Sammen med DOPA har muslingen et højt indhold af jern. Jern kan binde flere DOPAer ad gangen og dermed koble hele materialet sammen.
–    Kombinationen af jern og DOPA sørger for, at de kan dannes igen, hvis de brydes, og dermed reparere sig selv.
–    Antallet af DOPA- og jern bindinger er afhængig af pH-værdien. I blodet har vi en pH på 7,4, hvilket kan få limen til at hærde. Idéen er, at man kan opbevare limen i tuben ved lav pH, og når
den så kommer ud af tuben og ind i kroppen, vil den begynde at hærde pga. den højere pH i kroppen.