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英國《自然通訊》雜志22日發表的一篇生物力學論文稱,美國科學家團隊發現了線索聚合膠在潮濕條件下保持粘度的機制,有助于開發潮濕環境材料和粘附系統,可用于潮濕環境。
在生物學領域,能夠在潮濕的環境中保持可靠粘度的粘附系統是很常見的。以蜘蛛為例,蜘蛛絲是一種特殊的生物聚合物,與膠原蛋白皮膚和骨骼材料)有關,但蜘蛛絲的結構更為復雜,使蜘蛛即使在潮濕的棲息地也能使用這種膠水材料捕捉獵物。
科學家們發現,有一種方法可以有效地保證潮濕環境中的粘度——―使用能夠根據濕度改變自身形式或結構的特殊分子。然而,長期以來,蜘蛛絲膠在潮濕條件下保持粘度的確切機制尚不清楚。
為了解決這個謎題,阿克倫大學合成材料專家阿里·蒂諾瓦拉及其同事研究了蜘蛛聚合物如何粘附在藍寶石表面。他們利用頻譜技術發現蜘蛛聚合物的主要成分是糖蛋白,它們可以在潮濕的條件下改變自己的結構,通過折疊使蜘蛛在水中保持粘度。
此外,研究小組還發現,蜘蛛聚合膠中常見的小分子可以吸引水,可以隔離游離水。游離水通常覆蓋底部和聚合膠的界面,以防止粘附。
蜘蛛絲基因編碼的大量蛋白質具有多次重復的氨基酸片段,并且充滿了難以破譯的重復DNA然而,線索的蛋白質基因組成、結構形式和機械性能也為現代生物工程開發新型聚合物材料提供了靈感。研究人員認為,明確其粘度機制將有助于提高相關材料在潮濕環境中的粘附效果,大大降低故障。
總編輯圈點
在人類最瘋狂的小事中,粘膠撕不干凈,摘不掉必須上榜;在膠水的世界里,潮濕的環境是最重要的天敵。科學家們制造了超出想象力的人造蜘蛛絲。現在,蜘蛛絲的粘附系統已經被深思熟慮和思考了。看來蜘蛛確實是仿生學領域難得的參考模型。但別忘了,只有好奇心是不夠的。沒有跨學科的知識和技術網絡,這些生物的天賦就不會輕易被人類揭露和使用!(記者張夢然)