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糖蛋白讓蛛絲在潮濕環(huán)境下保持黏性

2018-05-24 10:58:09  科技日報    參與評論()人

糖蛋白讓蛛絲在潮濕環(huán)境下保持黏性

圖片來自網(wǎng)絡(luò)

科技日報北京5月23日電(記者張夢然)英國《自然·通訊》雜志22日發(fā)表的一篇生物力學論文稱,美國科學家團隊發(fā)現(xiàn)了蛛絲聚合膠能夠在潮濕條件下保持黏性的機制,該成果有助于開發(fā)可以在潮濕環(huán)境中使用的新型聚合材料和黏附系統(tǒng)。

在生物界,能夠在潮濕環(huán)境下保持可靠黏性的黏附系統(tǒng)很常見。以蜘蛛為例,蜘蛛絲是一種特殊的生物聚合物,與膠原(組成皮膚和骨頭的材料)相關(guān),但是蛛絲的結(jié)構(gòu)要更加復(fù)雜,它使蜘蛛即使在潮濕的棲息環(huán)境下,都可以使用這種膠水型材料捕捉獵物。

科學家們發(fā)現(xiàn),有一種方法應(yīng)該可以有效保證潮濕環(huán)境下的黏性——利用可以根據(jù)濕度改變自身形式或結(jié)構(gòu)的特殊分子。但是,一直以來,令蛛絲膠液能夠在潮濕條件下持續(xù)保持黏性的確切機制仍不為人知。

為了解開這個謎題,美國阿克倫大學合成材料專家阿里·蒂諾瓦拉及其同事,此次研究了圓蛛聚合膠如何黏附在藍寶石表面。他們利用和頻光譜技術(shù),發(fā)現(xiàn)蛛絲聚合膠的主要成分是糖蛋白,它們可以在潮濕條件下改變自身結(jié)構(gòu),通過折疊使得蛛絲在有水的情況下也有利于保持黏性。

此外,研究團隊還發(fā)現(xiàn),在蛛絲聚合膠中普遍存在能夠吸引水的小分子,這些復(fù)合物可以隔絕游離水,游離水通常會覆蓋底物和聚合膠的界面,從而阻止黏附。

蜘蛛絲基因編碼的大量蛋白質(zhì)都擁有多次重復(fù)的氨基酸片段,并且充滿很難破譯的重復(fù)DNA,但蛛絲的蛋白基因組成、結(jié)構(gòu)形態(tài)和力學性能,也為現(xiàn)代生物工程提供了研制新型聚合材料的靈感。研究人員認為,此次搞清楚其黏性機制,將有助于增強相關(guān)材料在潮濕環(huán)境中的黏附效果,大幅減少失效情況。

總編輯圈點

最讓人類抓狂的小事中,“黏膠撕不干凈、摳不掉”一定上榜;而在膠水的世界中,潮濕環(huán)境卻是不折不扣的頭等天敵??茖W家曾制造出強度超出想象的人造蛛絲,現(xiàn)在,蛛絲的黏附系統(tǒng)又被玩味和琢磨??磥恚诜律鷮W領(lǐng)域,蜘蛛確實是不可多得的參照模型。但別忘了,僅有好奇心是不夠的,沒有跨學科的知識和技術(shù)網(wǎng)絡(luò),這些生物的異稟天賦才不會輕易被人類揭秘、為人類所用!

(責任編輯:路子康 CN078)
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