神奇的“生物鋼”
生物鋼指羊奶鋼,也指牛奶鋼。羊奶與牛奶,本與鋼鐵風馬牛不相及,但科學家硬是將它們巧妙地結合起來了。
1997年,美國生物學家安妮·穆爾發現,在美國南部有一種被稱為“黑寡婦”的蜘蛛,它吐出的絲比現在所知道的任何蛛絲的強度都高,而且它可以吐出兩種不同類型的絲織成蜘蛛網。第一種絲在拉斷之前,可以延伸27%,它的強度竟達到其他蜘蛛絲的兩倍;第二種絲拉斷之前很少延伸,卻具有很高的防斷裂強度。用這種蜘蛛絲織成的布,比制造防彈背心所用的纖維的強度還高得多。“黑寡婦”蜘蛛絲的優良性能,很快引起科學家的興趣,他們設想,要是能生產出像蜘蛛絲那樣高強度的纖維該多好啊。
科學家想讓牛奶的蛋白基因中含有“黑寡婦”蜘蛛絲的蛋白基因,于是就先找山羊進行轉基因實驗。讓山羊與“黑寡婦”蜘蛛“聯姻”,將蜘蛛蛋白基因注入一只經過特殊培育的褐色山羊體內,在這只山羊產下的奶中,有大量柔滑的蛋白質纖維,提取這些纖維,就可以生產衣服。
實踐表明,由轉基因羊奶纖維造出的布,比防彈衣的強度還高十幾倍。這種超強堅韌的物質,是阻擋槍彈射擊的理想材料,也可以用來制造坦克、飛機與裝甲車,以及作為軍事建筑物的理想“防彈衣”。根據國外的資料,從一只羊每月產下的奶中提取的纖維,可以制成一件防彈背心。美國正在研究如何利用蜘蛛絲的專家稱,利用這種纖維制成的2.5厘米粗的繩子,足以讓一架準備著陸的戰斗機完全停下來。科學家給這種物質取名叫“生物鋼”。羊奶與牛奶變成的“生物鋼”,不僅有鋼鐵的強度,而且可以生物降解,不會造成環境污染,可替代引起白色污染的高強度包裝塑料和商業用漁網,還可用作醫學方面的手術線或人造肌膚。科學家設想,如果讓轉基因山羊大量繁殖,就可以生產出大量的生物鋼,用于工農業生產與國防戰略。考慮到山羊對植被的破壞性,對牛進行轉基因實驗的前途更為廣闊,而且一頭牛的產奶量比一只山羊的產奶量高得多。
蝗蟲的避免撞車功能
巴西生物工程研究院的科研人員發現,蝗蟲在飛行時具有一種能躲避其他運動物體的特殊功能,因為在蝗蟲的大腦中,有一種起運動監控作用的神經細胞。科研人員將電子傳感器安在這些特殊細胞上,然后讓蝗蟲反復觀看汽車飛馳而來的鏡頭。結果顯示,傳感器的電流發生了變化,顯示這些細胞曾發出信號,指示蝗蟲作出躲避反應。據介紹,科研人員正在根據蝗蟲的這一特殊技能,著手研究開發車用行駛監視裝置,以幫助減少公路上日益頻繁的撞車事故。
蝙蝠拐杖
蝙蝠能在黑暗中自由地飛翔,而不會碰到任何障礙物,靠的是它自身發出的一種超聲波。超聲波碰到物體后反射回來,蝙蝠就能知道前面有物體,于是就會輕易地躲過障礙。英國利茲大學的研究人員從這個原理中得到了啟發,研制出“蝙蝠拐杖”,這種拐杖能發出一種人耳聽不見的聲吶波,幫助使用者探測障礙物。拐杖的塑料柄上有4個接收器,哪個方向有障礙物哪邊的接收器就會震動,使用者就能知道障礙物的具體方位。障礙物遠,震動就弱,如果離得很近,震動的速度就加快,拐杖使用者可以及時躲開。
世界上有成千上萬的盲人生活在黑暗中,“蝙蝠拐杖”可以讓他們對周圍的環境形成一幅“腦中地圖”,這樣他們就可以走出家門,享受外面世界的精彩。
特殊的粘膠劑
在材料科學家的眼里,大海中還有許多生物新材料。比如海參通常是柔軟而富有彈性的,但是當它受到威脅時,它能夠使自己的身體變硬,是什么因素使它發生這樣的變化呢?
這是因為海參的體內有大量的凝膠,也就是蛋白質和脂肪。脂肪也屬于凝膠的一種,它存在于各種動物體內,當然也包括我們人類。凝膠作為一種材料是極其常見的,但它具有其他材料不能提供的特性。比如一塊凝膠在吸收了30倍于自身體積的水分后仍能保持硬挺,并且感覺干燥。
而且,使大自然內部連接在一起的不是縫針,不是鉚釘,也不是焊接,而是凝膠。用凝膠連接不僅能提供良好的絕緣,更重要的是它可以更快更容易地使用,并能比機械連接承受更大的應力。
例如,草蛉用身體分泌的膠水將它的卵快速粘在一個安全的高度,它用的膠水在幾秒鐘之內就變硬,卵幾乎還懸掛在空中。與人工的膠水相比,這種膠水不但沒有有毒溶劑的揮發,而且絕對的環保。又如白蟻不僅使用膠粘劑建筑它們的土堆,還可以通過頭部的小管向敵人噴射膠粘劑,于是人們按照同樣的原理制造了干膠炮彈。
海洋中的貽貝有一項更為驚人的膠粘專利。它自己合成的足絲,可以像錨一樣將自己固定在巖石和沙子上,它是貽貝生命的保險帶。這種膠粘劑極其的堅韌,而且在水中也可以硬化,對我們人類來說,它的作用不言而喻,于是科學家對它進行了研究。
科學家將貽貝用皮筋固定在玻璃箱的一面,但貽貝更愿意利用自己的天然錨,從它們腳上伸出它們自己合成的足絲。當貽貝形成足夠的足絲時,若將它收集起來,這對貽貝來說損失并不嚴重,因為它在兩小時之內就可以重新產生出足絲。
通過對貽貝足絲和膠粘點的分析,終于分離出貽貝的膠粘蛋白,并制造出一種新的膠粘劑。當科學家們將制作好的生物膠粘劑用在粘貼金屬片時,卻意外地發現了這種膠粘劑的另一特性:它像一層看不見的鎧甲,保護著金屬片不受侵蝕。利用這一特性,能使兩塊金屬片完美地結合在一起。
看,動物的高科技是多么神奇!大自然提供的巧妙辦法,一次又一次地令我們贊嘆不已。雖然人類不斷地學習大自然,但大自然絕不會交出它全部的秘密,每一種生物隱藏的秘密都是我們意想不到的財富。
編輯/李章