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2022/07/27
甩也甩不掉的黏TT!仿生「寄生惡魔」的最強附著力
你看過海龜、鯨魚被帽貝或藤壺附著
寄生
的影片嗎?有科學家從中獲取開發
新材料
的靈感,製造出跟帽貝一樣具備最強抗拉強度的複合
生物材料
,有望取代目前的化學纖維克維拉,打造更環保的
仿生材料
!
科學家首次在實驗室重現與帽貝牙齒一樣的驚人附著力
小小帽貝的驚人附著力
帽貝是一種水生蝸牛,貝殼呈帽子狀,依附在海岸線的岩石上維生。這種沿海生活的方式,非常考驗帽貝對抗海浪的附著力。科學家利用原子力顯微鏡,發現帽貝牙齒的
抗拉強度
為3 - 6.5GPa,而鋼的拉伸強度約為1.65GPa,為何帽貝牙齒會這麼強?是因為其甲殼素纖維有緻密的網絡,以及遍佈含鐵和鈣鈦礦的細晶體,科學家認為只要
仿造
帽貝的牙齒,就能為克維拉等高性能材料提供更環保的替代品。
該科學團隊首先把血清塗層、甲殼質和氧化鐵沉積在
玻璃
頂部,這些自我組織會在兩週內形成帽貝牙齒的
器官
,稱為「齒舌」,然後使用分離的齒狀細胞、組織樣本、礦化甲殼質和靜電紡絲的技術,就能長出半厘米寬的仿生帽貝牙齒帶。
受帽貝啟發的生物材料
生物材料的製造與應用
這種新型複合生物材料擁有極高的強度,有望在合成材料的領域佔一席之地。如果擴大製造,可為克維拉和塑料等產量高卻不易回收、且在製造過程釋放有毒物質的材料,提供更
耐用
、更環保的替代品,因為生物材料到最後都會
生物降解
,不會破壞環境。
科學家已著手研究帽貝細胞的分泌物,希望能從中尋找方法來製造鐵——假如能夠做到隨心所欲地取出有用的
基因
,那麼就能把這些基因放進細菌或酵母中培養成長。科學家也正努力把這種技術最佳化,有望擴展為大規模製造合成的帽貝牙齒。
海洋一直在承受塑料危機,如果可以向
海洋生物
學習取代塑料品的話,也算是一種海洋生物的自救模式了。
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