海绵可帮助合成新型环保材料

极限仿生技术——是跨学科研究的一个全新分支，具有广阔的前景。从医学到纳米技术乃至太空技术的各个领域，都需要其研究成果。科学家们使用这种科学方法创造出模仿生物学特性的人造材料。极限仿生研究的突出例子之一是海绵的研究。这些动物已有6亿多年的历史，他们能够合成尺寸从一厘米至一米不等的骨骼，并幸免于无数次的自然灾难。

海绵骨架（海绵质）的主要成分可能是生产各类可修复、无污染、可生物降解的有机支架的关键。海绵状物质由角质组成（就像动物的头发、角和爪一样），并且能够承受高温：在有氧环境下可达360摄氏度，在无氧环境下可达1200摄氏度。它同时还显示出对酸的抗性——由此，海绵质可能成为制造复合材料的可靠原材料来源。

碳化——在高温下以碳酸气填充，有助于提高工业用海绵的耐用性。在最近的一项实验中，加热到650摄氏度的海绵质表现出很高的机械强度和化学强度。这使得研究人员可以在高温下构建更坚固的碳化海绵骨架。

他们将海绵质放置在加热到1200摄氏度的金属熔炼炉中。该温度将其他生物材料（例如丝或类人胶原蛋白）转化为煤尘。然而，在熔炉中放置一个小时后，海绵质失去了70％的体积，但完全保留了其微结构和纳米结构。因此，科学家们得以将其锯成各种形状。对海绵质的进一步研究表明，它保留了其外观，变为蜂窝状的石墨。

在无氧环境中，即便加热到极高温度，海绵质也会保留结缔组织结构的分子图案。根据科学家的说法，这表明海绵骨架可以承受更高的温度，在不破坏结构的情况下转变为结晶碳。

海绵质的研究是在极限仿生技术的创始人，弗赖贝格矿业学院（德国）电子与传感材料研究所教授格尔曼·埃尔利希的倡议下进行的。在同一个实验室内不可能进行如此大规模的多学科研究。因此，埃尔利希教授组建了一支由21个科学技术实验室组成的国际团队，这些实验室来自德国、法国、波兰、美国、斯洛伐克和俄罗斯的各个机构。这项研究得到了俄罗斯科学基金会（项目编号17-14-01089）的支持。

由于在这个国际团队中，我是唯一的海绵生物学（多孔动物门）专家，所以我对这项研究的贡献之一是对客体的一般生物学鉴定并得出结论。此外，我在实验中的角色是超结构研究，主要是使用透射电子显微镜。

生物学博士，圣彼得堡国立大学（胚胎学教研室）教授亚历山大·埃雷斯科夫斯基

据他介绍，该实验产生的具有大表面积的耐用纳米多孔材料，非常适合于化学催化剂的生产。在其上沉积铜之后，便获得了在海水和淡水中都具有机械强度和化学稳定性的铜—碳催化剂。它可以从水中清除4—硝基苯酚（一种用于多种化学和制药生产的有毒物质，随投放溶解在水中）。在催化剂运用的实验中，4—硝基苯酚的中和反应在两分钟内完全发生。科学家们希望获得的催化剂能够在化学研究和生产中找到各种应用。