Lepidlo včelieho štýlu - hmyzí ražeň a rastlinný olej účinne lepia peľ dohromady
Hmyz a rastlinný olej účinne lepia peľ
Chytrý koncept: aby včelám starostlivo zhromaždený peľ nepadal z nôh, pomocou včelieho lepidla ho zlepia. Toto lepidlo okrem iného pozostáva z včelích slín obsahujúcich cukor. Tajomstvom jeho špeciálnej lepiacej sily je však povlak vyrobený z rastlinného oleja, ako to teraz vedci zistili. Pôsobí ako bariéra, ktorá chráni lepidlo pred nadmernou vlhkosťou a vysušením - princíp, ktorý by sa dal použiť aj pre nové syntetické lepidlá.
Včely medonosné sú pracovitý hmyz: trávia niekoľko hodín denne lietaním od kvetu ku kvetu, zbieraním nektáru a peľu. Peľ prepravujú v takzvaných košoch na zadných nohách - v špeciálnych štruktúrach, na ktoré sa ukladá „úroda“ v koncentrovaných balíkoch. Ako však včely zvládajú, že sa im peľové zrnká pri vetre a počasí lepia na nohy?
"Včela musí niekedy čeliť vlhkým a vlhkým podmienkam, ale aj veterným a suchým podmienkam." Vaše peľové balíčky musia vydržať také výkyvy vlhkosti a zostať navždy pripojené. Presne s tým sa syntetické lepidlá doteraz potýkali, “vysvetľuje Carson Meredith z Georgia Institute of Technology v Atlante.
Dve zložky
Z tohto dôvodu sa teraz spolu s kolegami podrobnejšie zaoberal trikom včiel na lepenie. V tejto súvislosti je už známe, že hmyz sa spolieha na dve látky, ktoré dodávajú peľu v koši potrebnú priľnavosť: Na jednej strane peľ zlepujú pomocou sladkých slín, ktoré sú tvorené požitým nektárom. Na druhej strane v adhezívnom účinku hrá úlohu rastlinná látka.
Aby vedci zistili viac o tom, ako funguje včelie lepidlo, skúmali peľ púpavy, ktorý odobrali včelám. Okrem slín obsahujúcich nektár identifikovali fázu, ktorá sa nedá zmiešať s nektárom, čo je pravdepodobne peľový tmel - druhá zložka lepidla. Peľový tmel je lepkavá hmota, ktorá často obklopuje vonkajšiu časť peľu a obsahuje vysoký podiel tukov alebo olejov.
Ochranná bariéra
Ako tieto dve zložky spolupracujú? Vedci to otestovali oddelením zložky na báze oleja od sladkej. Zistilo sa: Bez povlaku obsahujúceho olej lepilo sladké lepidlo podstatne horšie. So zvyšujúcou sa vlhkosťou absorboval čoraz viac vody, takže sa stratil jej adhézny účinok. To isté platilo, ak bol vzduch príliš suchý a lepidlo zaschlo.
Pri olejovej fáze dohromady bola strata adhézie pri veľmi vysokej alebo veľmi nízkej vlhkosti vzduchu naopak len o polovicu vyššia, ako uvádza Meredith a jeho tím. "Funguje to ako vrstva oleja na vyprážanie, ktorá pokrýva kaluž sirupu." Olej chráni sirup pred vzduchom a týmto spôsobom výrazne spomaľuje vysychanie alebo zvlhčenie, “hovorí výskumník.
Model pre lepšie lepidlá
Tím vedcov verí, že chytrý koncept včelieho lepidla možno preniesť na umelo vyrobené lepidlá: „Spôsob pôsobenia tohto materiálu by ste mohli použiť ako model na vývoj nových lepidiel s vonkajšou olejovou bariérou, ktoré sú menej citlivé na zmeny vlhkosti,“ hovorí Meredith.
Pre výskum by navyše mohol byť zaujímavý ďalší princíp včelieho lepidla: „Položili sme si otázku, ako včela dostane peľ v úli z nôh, keď sa tak mimoriadne dobre drží,“ uvádza Meredith. Tajomstvo: peľ je potrebné pomaly odstraňovať.
Pretože tím zistil, že čím rýchlejšia je sila pôsobiaca na lepidlo, tým ťažšie sa odstraňuje. „Toto je vlastnosť kapilárnej adhézie, ktorú je možné použiť pri mnohých aplikáciách,“ uzatvára Meredith. (Nature Communications, 2019; doi: 10.1038/s41467-019-09372-x)