Kultura
To miał być cud. A stał się faktem w polskim mieście
22 czerwca 2025
Niezwykłe gąsienice zaskakują naukowców
Czasem nauka potrzebuje nie konwencjonalnego sprzętu, ale… gąsienicy. Zespół chemików z RIKEN Center for Sustainable Resource Science w Japonii szukał nowego sposobu na otrzymywanie tlenowych pochodnych nanowęglowców – związków używanych m.in. w elektronice, medycynie i nowoczesnych bateriach. Ich pomysłem było wykorzystanie owadów w chemii. Zamiast kolb, pieców i reaktorów – żywe larwy. To właśnie one, jak się okazało, potrafią przekształcać cząsteczki w sposób, który w laboratorium wymagałby skomplikowanej i mało wydajnej syntezy.
Tlenowe nanowęglowce, dość niezwykłe gąsienice, świetnie sprawdzają się jako elementy czujników, materiałów magazynujących energię czy nośników leków. Ale ich produkcja była niezwykle trudna. Przynajmniej do tej pory.
Polecamy: Chińczycy pokazali cyfrowy mózg. Roboty stają się bardziej ludzkie
Żarłoczne owady w akcji
Pierwsze próby z jedwabnikami nie przyniosły efektów. Nanowęglowce okazały się dla nich toksyczne. Wtedy jeden z badaczy zaproponował inny gatunek: ćmę tytoniową. – To żarłoczny owad o krótkim cyklu życia. Pomyśleliśmy, że da sobie radę – wspomina Kenichiro Itami, kierujący projektem.
Badacze opracowali specjalną dietę z gotowanej fasoli, agaru i substratu nanowęglowego. Po dwóch dniach larwy wydaliły przetworzony materiał.
– Zebraliśmy ich odchody, przeprowadziliśmy ekstrakcję i zauważyliśmy charakterystyczną plamkę – oznakę reakcji – opowiada Itami w serwisie Chemistry World.
W ten sposób odkryto nową cząsteczkę, MCPP-oksylen. Jest to produkt utlenienia klasycznego nanowęglowca. To było możliwe dzięki enzymom CYPX2 i CYPX3, które w ciele larwy wiązały cząsteczki i wprowadzały atom tlenu dokładnie tam, gdzie było to potrzebne. Niezwykłe gąsienice po raz kolejny zadziałały z niezwykłą precyzją, która dla chemików jest wręcz nieosiągalna.
Niezwykłe gąsienice: natura wygrała z laboratorium
„Takie cząsteczki są niemal niemożliwe do uzyskania tradycyjną metodą. Synteza trwa długo, daje małe ilości i wymaga wielu kroków” – mówi Itami.
Tymczasem owady w chemii wykonują całą pracę w ciągu dwóch dni, bez potrzeby użycia temperatury, rozpuszczalników czy ludzkiej kontroli.
Zaskoczeniem okazała się też precyzja. W klasycznych reakcjach tlen często przyłącza się losowo. Tutaj dzieje się to dokładnie w pożądanym miejscu. Taka selektywność daje możliwość tworzenia całych grup nowych, funkcjonalnych związków, w tym tych o potencjale biologicznym.
Owady w chemii działają, ale nie są maszynami
Choć proces działa, ma swoje ograniczenia. – Jeśli ktoś chce uzyskać kilogram tej substancji, trudno wyobrazić sobie linię produkcyjną opartą na tysięcach larw – przyznaje Itami.
Wykorzystanie owadów w chemii to ciekawy kierunek, ale trudny do skalowania. Jego zaletą jest to, że larwy przeżywają proces i mogą być używane ponownie, choć ich skuteczność spada z czasem. W skali laboratoryjnej metoda działa świetnie i może służyć do testowania reakcji, których dotąd nie udało się przeprowadzić w klasycznych warunkach.
Szukasz treści, które naprawdę dają do myślenia? Sięgnij po kwartalnik Holistic News!
Nie chodzi o to, by zastąpić laboratoria niezwykłymi gąsienicami. Lecz by dać naukowcom nowe narzędzie. Czasem właśnie dzięki takim pomysłom powstają rzeczy, które wcześniej wydawały się niemożliwe – podkreśla Itami.
W świecie, w którym odkrycia naukowe wymagają zwykle ogromnych nakładów pracy i środków, owady w chemii pokazują, że warto czasem zejść z utartych ścieżek. Może właśnie tam, w mikroskopijnym układzie pokarmowym larwy, kryje się przyszłość chemii.
Polecamy: Metamateriały fascynują naukowców. Nowe odkrycie badaczy z MiT
