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【前沿】科学家破解蜜蜂唾液谜团,或有助于研发不惧湿度变化的粘合剂

 弓道自然_改名 2019-04-02

“花粉颗粒胶水”

粘合剂是人类生产生活中最重要的辅助材料之一,发展至今,我们已经拥有了成千上万种各式粘合剂。但是,大多数粘合剂在干燥过程中,如果暴露于过度潮湿或干燥的条件下都会失效。然而在大自然中,蜜蜂的“花粉颗粒胶水”却没有这样的问题。最近,美国乔治亚理工学院的一个研究团队在《自然·通讯》杂志发表的论文破解了蜜蜂的这一绝技,这一成果可能会帮助科学家在未来研发出更好的人造粘合剂。

蜜蜂用后腿上的“胶水”收集花粉

糖与植物油

乔治亚理工学院的科学家们分析了蜜蜂用来将收集的花粉束粘在后腿上的“胶水”。他们注意到这些颗粒在潮湿/多雨和刮风/干燥条件下都能保持稳定,而目前的人造粘合剂难以实现这种效果。

他们分析发现,“胶水”由蜜蜂唾液和花粉组成,蜜蜂唾液中含有丰富的糖,这些来自花蜜。另外还有一种植物油。虽然含糖的唾液使花粉粒彼此粘在一起,但油会形成一层薄薄的涂层,使现有的水分不会蒸发掉,同时还能防止外部水分进入。

为了证实这一发现,研究人员从唾液中提取出了油,然后在实验室测试了唾液的粘性。正如预期的那样,在湿润和干燥条件中,在没有油的情况下唾液粘合剂会失效,而唾液/油组合的对照样品则与之相反。

图a:携带大量花粉的蜜蜂;图b:蜜蜂采集的花粉粒团;图c:分离出的单个花粉粒;图d:用水和甲苯溶剂清洗后的花粉粒;图e:蜜蜂花粉粘合剂液滴在硅片上的光学显微镜图像,比例尺=60μm;图f:液滴周围(图e红色框内)和核心(图e蓝色框内)区域的共焦拉曼光谱(488nm激光激发);图g:蜜蜂花粉粘合剂液滴的共焦荧光显微镜图像,比例尺=10μm。

新型粘合剂

“我们相信可以采用这种材料的基本概念,开发出一种新型粘合剂,它具有防水外油层,能够以同样的方式更好地抵抗湿度的变化,”J. Carson Meredith教授说。“这个概念或者还可以适用于控制粘合剂的工作时间,例如它的流动能力以及干燥或固化的时间。”


内容整理自:科普中国网、cnBeta网站、《自然·通讯》官网

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