文章简介:让微生物来为人类“打工”
壁虎是一种蜥蜴目爬行动物,具备超强的爬墙能力。受其启发,科学家已经制造出了一些强力胶水。不过,这些胶水有一个严重的缺点,一旦进入水中,粘性就会骤然下降。
美国西北大学的材料学家菲利普?梅瑟史密斯在研究贻贝时发现,贻贝在水下的吸附能力超乎寻常,即便受到汹涌澎湃的大浪的轮番冲击,它也能紧紧吸附于岩石之上。梅瑟史密斯灵机一动,能否将贻贝的特性和壁虎的特性结合,研制一种能在水下发挥作用的壁虎胶水?
壁虎和贻贝实现超强粘附能力的方式是截然不同的。壁虎的每只脚上都长有构造独特的肉垫———肉垫表面密密麻麻分布着细毛,细毛在尾端裂开。正是这些细毛的分子间作用力,也称为范德华力,使得壁虎不把重力当回事,而可以轻松地在天花板上"跳来荡去"。贻贝则是通过足底分泌出的胶粘蛋白质的化学作用,来保持其独特的吸附能力。
梅瑟史密斯博士吸取了这两种动物的独特设计中的精华,创造出了一种全新的防水胶。他首先制作了大量微小的硅柱,以模拟壁虎足底的刚毛,然后给这些柔韧性极强的硅柱涂上一层薄薄的合成胶水,合成胶水是模仿贻贝分泌的蛋白质所制。最终发明的这种新型Geckel粘合剂在水下的吸附性能大约是壁虎足底的15倍。
目前,梅瑟史密斯正在开发Geckel的医学用途,比如将其应用在膏药和绷带上。梅瑟史密斯称,用Geckel制作的胶带可能使伤口不用缝合也能愈合,而且绷带将不怕水洗。将来,这种粘合剂可用于水下,帮助机器人在水下爬越困难地带。
心有灵犀一点通
要预测仿生学的走向是很困难的。对于伦敦自然历史博物馆的动物学家安德鲁?帕克来说,他最近满脑子想的却是眼影和口红这两样东西。有一个现象一直令他着迷,那就是,蝴蝶的翅膀为何能产生彩虹般的色彩?
通过在高倍显微镜下研究蝴蝶的翅膀,并建立相应的模型,帕克教授终于搞清楚,是翅膀的层状结构制造出了闪烁的色彩。帕克解释说,层状结构会产生很强的闪光效果,但是,如果再加上第二个层状结构,从观察角度看波长就不会有大的变化。这意味着无论从哪个角度,你看到的都是同样的颜色。
层状结构的原理也适用于化妆品和颜料。帕克正在和一家公司合作,开发能模拟蝴蝶翅膀那种独特闪光的口红、眼影和腮红等化妆品。
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