美海軍研制出受鰻魚粘液啟發(fā)的“萬能材料”
2017-02-09 來源：中國聚合物網(wǎng)
八目鰻（Hagfish）如同海洋中的“蜘蛛俠”，當(dāng)其遭到捕食者攻擊時，會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)找到了一種方法來合成八目鰻粘液，旨在為軍隊(duì)提供一種有價值的新材料，有望能擊退鯊魚或提供彈道防護(hù)。
八目鰻的防御性粘液主要包括兩個組成部分，線狀蛋白和粘蛋白。線狀蛋白的寬度為12納米，但長度達(dá)15厘米，粘液在鰻魚體內(nèi)時，線狀蛋白緊密地纏繞在一起，像一個彈簧。當(dāng)粘液排出體外浸入海水后，束縛粘液的線狀蛋白會發(fā)生溶解，“彈簧”會伸直，并釋放儲存的動能，會產(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。線狀蛋白、粘蛋白和海水之三者相互作用后產(chǎn)生一個三維的粘彈性網(wǎng)絡(luò)，隨著時間的推移，線狀蛋白自身開始‘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激活新材料的效能。通過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——凱夫拉爾，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。科戈特在海軍的一份聲明中說：“這種合成鰻魚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，它的可能性是無窮無盡的。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)。”（中國船舶工業(yè)綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究院 志偉）
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