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英国《自然通讯》杂志22日发表的一篇生物力学论文称,美国科学家团队发现了线索聚合胶在潮湿条件下保持粘度的机制,有助于开发潮湿环境材料和粘附系统,可用于潮湿环境。
在生物学领域,能够在潮湿的环境中保持可靠粘度的粘附系统是很常见的。以蜘蛛为例,蜘蛛丝是一种特殊的生物聚合物,与胶原蛋白皮肤和骨骼材料)有关,但蜘蛛丝的结构更为复杂,使蜘蛛即使在潮湿的栖息地也能使用这种胶水材料捕捉猎物。
科学家们发现,有一种方法可以有效地保证潮湿环境中的粘度——―使用能够根据湿度改变自身形式或结构的特殊分子。然而,长期以来,蜘蛛丝胶在潮湿条件下保持粘度的确切机制尚不清楚。
为了解决这个谜题,阿克伦大学合成材料专家阿里·蒂诺瓦拉及其同事研究了蜘蛛聚合物如何粘附在蓝宝石表面。他们利用频谱技术发现蜘蛛聚合物的主要成分是糖蛋白,它们可以在潮湿的条件下改变自己的结构,通过折叠使蜘蛛在水中保持粘度。
此外,研究小组还发现,蜘蛛聚合胶中常见的小分子可以吸引水,可以隔离游离水。游离水通常覆盖底部和聚合胶的界面,以防止粘附。
蜘蛛丝基因编码的大量蛋白质具有多次重复的氨基酸片段,并且充满了难以破译的重复DNA然而,线索的蛋白质基因组成、结构形式和机械性能也为现代生物工程开发新型聚合物材料提供了灵感。研究人员认为,明确其粘度机制将有助于提高相关材料在潮湿环境中的粘附效果,大大降低故障。
总编辑圈点
在人类最疯狂的小事中,粘胶撕不干净,摘不掉必须上榜;在胶水的世界里,潮湿的环境是最重要的天敌。科学家们制造了超出想象力的人造蜘蛛丝。现在,蜘蛛丝的粘附系统已经被深思熟虑和思考了。看来蜘蛛确实是仿生学领域难得的参考模型。但别忘了,只有好奇心是不够的。没有跨学科的知识和技术网络,这些生物的天赋就不会轻易被人类揭露和使用!(记者张梦然)