仿生学:特殊的粘胶剂

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在太空看地球是蓝色的,因为其中百分之七十是海洋。海洋对我们来说,是一个巨大而奇妙的宝库。在这个宝库中许多东西都是人类所需要的宝物。

水母几乎全部由水构成,它身体中的水分实际上占到了百分之九十八,组成它身体的分子之间,有着大量的液体,经过提炼就能从中获得日常用的聚合胶。

在材料科学家的眼里,大海中还有许多生物新材料。比如海参通常是柔软而富有弹性的,但是当它受到威胁时,它能够使自己的身体变硬,是什么因素使它发生这样的变化呢?

海参的体内有大量的凝胶,也就是蛋白质和脂肪。脂肪也属于凝胶的一种,它存在于各种动物体内,当然也包括我们人类。凝胶作为一种材料是极其常见的,但它具有其他材料不能提供的特性。比如一块凝胶在吸收了三十倍于自身体积的水分后仍能保持硬挺,并且感觉干燥。现在科学家们正在研究让凝胶能够移动。你看这是一条用凝胶驱动的聚合物腿在踢球,而守门员也是由于凝胶移动正试图救球。他们的移动是由弱电流控制的。如果改变电极,凝胶就会朝着相反方向移动。

看似一场游戏,但将来这种柔软的材料可以用来驱动电机、泵和阀门。使大自然内部保持在一起的不是缝针,不是铆钉,也不是焊接。实际上一切都是用胶连接。用胶连接不仅能提供良好的绝缘,更重要的是它可以更快更容易地使用,并能比机械连接承受更大的应力。

草蛉用身体分泌的胶水将它的卵快速粘在一个安全的高度,他用的胶水在几秒钟之内就变硬,卵几乎还悬挂在空中。与人工的胶水相比,这种胶水没有有毒溶剂的挥发,绝对的环保。

白蚁不仅使用胶粘剂建筑它们的土堆,还可以通过头部的小管向敌人喷射胶粘剂。于是人们按照同样的原理制造了工作的武器―一块干胶炮弹。海洋中的贻贝有一项更为惊人的胶粘专利。他自己合成的足丝,可以像锚一样将自己固定在岩石和沙子上,它是贻贝生命的保险。这种胶粘剂极其的坚韧,而且在水下可以硬化,对我们人类来说,它的作用不言而喻,于是科学家对它进行了研究。

科学家将贻贝用皮筋固定在玻璃箱的一面,但贻贝更愿意利用自己的天然锚,从他们脚上伸出它们自己合成的足丝。

当贻贝形成足够的足丝时,若将它收集起来,这对贻贝来说损失并不严重,因为他在两小时之内就可以生产出新的足丝。

通过对贻贝足丝和胶粘点的分析,终于分离出贻贝的胶粘蛋白,并制造出一种新的粘胶剂。当我们将制作好的生物胶粘剂用在粘贴金属片时,却意外地发现了这种粘胶剂的另一特性,它像一层看不见的铠甲,保护着金属片不受侵蚀。多么神奇!大自然专利局提供的巧妙办法,一次又一次地令人感到惊奇。虽然我不断地学自然,但大自然不会交出它全部的秘密,每一种生物隐藏的秘密都是我们意想不到的财富。