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美海軍研制出受鰻魚(yú)粘液?jiǎn)l(fā)的“萬(wàn)能材料”
2017-02-09  來(lái)源:中國(guó)聚合物網(wǎng)
關(guān)鍵詞:鰻魚(yú)黏液 生物材料
  八目鰻(Hagfish)如同海洋中的“蜘蛛俠”,當(dāng)其遭到捕食者攻擊時(shí),會(huì)從嘴和鰓部射出一種粘液,該物質(zhì)可以幫助它們逃離捕食者。近期,美國(guó)海軍科學(xué)家和工程師團(tuán)隊(duì)已經(jīng)找到了一種方法來(lái)合成八目鰻粘液,旨在為軍隊(duì)提供一種有價(jià)值的新材料,有望能擊退鯊魚(yú)或提供彈道防護(hù)。
  八目鰻的防御性粘液主要包括兩個(gè)組成部分,線狀蛋白和粘蛋白。線狀蛋白的寬度為12納米,但長(zhǎng)度達(dá)15厘米,粘液在鰻魚(yú)體內(nèi)時(shí),線狀蛋白緊密地纏繞在一起,像一個(gè)彈簧。當(dāng)粘液排出體外浸入海水后,束縛粘液的線狀蛋白會(huì)發(fā)生溶解,“彈簧”會(huì)伸直,并釋放儲(chǔ)存的動(dòng)能,會(huì)產(chǎn)生大量透明黏液,其中包含著大量非常薄但具有極強(qiáng)韌性和伸縮性的纖維。因此,少量的粘液可以快速擴(kuò)展成為一張水下“保護(hù)網(wǎng)”。粘蛋白則鎖住水,限制水在線狀蛋白分散后形成的微通道中流動(dòng)。線狀蛋白、粘蛋白和海水之三者相互作用后產(chǎn)生一個(gè)三維的粘彈性網(wǎng)絡(luò),隨著時(shí)間的推移,線狀蛋白自身開(kāi)始‘塌陷’,導(dǎo)致粘液慢慢消散。研究顯示,八目鰻分泌物可以膨脹至其初始體積的10000倍。”

  盡管八目鰻粘液是一種新型的生物材料,但傳統(tǒng)的材料涂覆方法無(wú)法發(fā)揮其神奇作用。研究人員發(fā)明一種借助大腸桿菌的方法來(lái)激活新材料的效能。通過(guò)利用大腸桿菌制造兩種由八目鰻合成的蛋白質(zhì),分別稱為阿爾法和伽馬蛋白,然后在合成粘液的溶液中將兩種蛋白結(jié)合,即可使合成的粘液發(fā)揮作用。

  美國(guó)海軍生化學(xué)家喬希·科戈特稱,這種黏液的成分堪比人造纖維——?jiǎng)P夫拉爾,這種合成纖維被用在作戰(zhàn)頭盔、防彈背心等保護(hù)裝置中?聘晏卦诤\姷囊环萋暶髦姓f(shuō):“這種合成鰻魚(yú)黏液可用于制造防彈、防火、防污、潛水保護(hù)產(chǎn)品或防鯊噴霧劑,它的可能性是無(wú)窮無(wú)盡的。我們的目標(biāo)是制造出一種物質(zhì),能夠?yàn)檐娕炋峁┓侵旅晕淦鞯撵o態(tài)防護(hù)!保ㄖ袊(guó)船舶工業(yè)綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究院 志偉)
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