Блог

Dec 05, 2023

Креветки из «В поисках Немо» помогут сохранить белый хлеб белым

Символическое изображение Изображение, созданное компьютером. Тихоокеанская креветка-чистильщик может содержать

Символическое изображение

Компьютерное изображение

Тихоокеанская креветка-чистильщик, возможно, хранит секрет сохранения белого хлеба белым. Неорганические наночастицы, такие как диоксид титана и оксид цинка, широко используются в качестве отбеливающих агентов в пищевых продуктах, косметике и красках. Однако из-за проблем со здоровьем в настоящее время ведутся интенсивные поиски органических, биосовместимых аналогов для замены этих материалов. Теперь доктор Бен Палмер и его студентка Тали Лемкофф из Университета Бен-Гуриона в Негеве обнаружили в чистых креветках новый материал, который производит один из самых эффективных отражателей белого в природе, что может вдохновить на разработку новых органических отбеливающих материалов. Изучая белый материал, обнаруженный в креветках-чистильщиках, исследователи открыли совершенно новый принцип оптики. Результаты были опубликованы в журнале Nature Photonics. Тихоокеанская креветка-чистильщик, также известная как Жак из «В поисках Немо», использует белые полосы на своей кутикуле и придатках для привлечения рыбы, которую затем очищает, поедая паразитов с тела рыбы. Когда исследователи внимательно рассмотрели эти белые полосы, они обнаружили нечто удивительное. Белые полосы состоят из ультратонкого слоя плотно упакованных частиц небольшой молекулы изоксантоптерина. Сделать белые материалы из толстых материалов тривиально. Однако создание эффективных белых отражателей из тонких и плотных материалов является сложной задачей из-за оптического эффекта, называемого «оптической скученностью», при котором отражательная способность уменьшается при более высокой плотности упаковки. Несмотря на то, что креветка имеет толщину менее 5 микрон, ее белизна чрезвычайно яркая, что делает ее одним из самых тонких и эффективных белых материалов из существующих. Ключом к оптике является расположение молекул в частицах. Молекулы расположены в виде «жидких кристаллов», сложенных в столбцы, которые радиально расходятся от центра наносфер, как спицы колеса.

Белые клетки под микроскопом

Университет Бен-Гуриона в Негеве

«Сначала я подумал, что это неинтересно, потому что наносферы не являются классическими кристаллами. Однако, когда мы присмотрелись поближе с помощью крио-SEM и TEM-микроскопов, мы поняли не только, что частицы представляют собой жидкие кристаллы, подобные тем, что используются в ЖК-дисплеях, но и что они обладают двойным лучепреломлением (двойным лучепреломлением), которое чрезвычайно редко встречается в животном мире», — с энтузиазмом заявила Тали Лемкофф. Оказывается, такое особое расположение молекул является ключом к преодолению препятствия «оптической скученности», позволяя частицам плотно упаковываться. , уменьшая толщину слоя, необходимого для получения яркой белизны. «Это действительно один из первых случаев, когда мы узнали совершенно новый принцип, изучая организм. Креветки преодолели, казалось бы, фундаментальное препятствие в оптике, создав частицы с этим особым Теперь вопрос в том, как мы можем воспроизвести этот эффект для создания новых материалов, которые мы могли бы использовать в качестве пищевых добавок в белом хлебе или в белой краске и других продуктах?» говорит доктор Палмер.

Лемкофф Т., Алус Л., Хаатаджа Дж. С. и др. Блестящая белизна креветок благодаря ультратонким слоям двулучепреломляющих наносфер. Нат. Фотон. (2023)

Самые читаемые новости

Оригинальная публикация

Лемкофф Т., Алус Л., Хаатаджа Дж. С. и др. Блестящая белизна креветок благодаря ультратонким слоям двулучепреломляющих наносфер. Нат. Фотон. (2023)

Темы

Организации

Выявлены механизмы, которые приводят к выходу из строя литий-металлических твердотельных батарей

Премия Кристель и Герберта Роески вручается впервые

Химический анализ в микроскопическом масштабе показал, что состав катализатора может варьироваться локально даже больше, чем ожидалось.

Исследование раскрывает загадку сорокалетней давности: решающий шаг в преобразовании метана в полезные химические вещества

Одним из ключевых моментов в работе команды UVA было преодоление особенности материала, которая годами ставила исследователей в тупик.

Новый метод поможет улучшить анализ радиационных повреждений и оптимизировать некоторые химические реакции.