青口为什么可以长在潮湿的石头上？ 第1页
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贻贝（青口）是怎样牢牢附着在岩石上，抵御海浪和风暴的冲刷的呢？科学家研究这个问题已有很长时间，现在终于有了答案。
“使用前，请确保所要胶合的表面清洁干燥。”
如果贻贝也能表达自己的感受，那这条标注在所有胶水瓶上的提示一定会令它们捧腹大笑。因为当海水涨潮时，这群不喜迁徙的生物能够牢牢附着在岩礁之上，不管多么湍急的水流都无法将它们冲走，它们究竟有着怎样的秘方？
物理学家于近期探明了这一奥秘，并已开始模仿其中机制。原来这强大的黏附力来自大量称为“足丝”的半透明细丝，它们的末端是具有黏性的小圆片，能在不到10分钟的时间内把贻贝牢牢锚定在潮湿的岩礁表面。
咬定礁石不放松
物体间的黏合是一种发生在原子层面上的现象：两个表面的原子互相连接，形成黏结。然而，任何一个裸眼看来光滑如镜的表面，放大到原子层面看，全都像布满了高低起伏的山脉，这样两个表面是无法完全契合的。
所以我们要用到一种中介，那就是我们所熟悉的胶水，它可以填补两个表面之间的空隙，在需要黏合的物体之间尽可能地制造连接。
可如果在水中使用胶水……那你永远也休想成功！因为胶水原子更易与水分子结合，而非物体表面。因此，如果你想将一物体固定在潮湿表面上，必须先等后者干燥。
但对贻贝来说，这个问题不存在。美国加州大学圣巴巴拉分校的赫伯特·韦特（Herbert Waite）发现，贻贝足丝分泌一种具备三个分支结构的大分子，这种结构使分子们能够互相勾连在一起；而在每个大分支的末端还有另外两种小分子，分别是赖氨酸分子和多巴分子。
正是多巴分子造就了贻贝神奇的黏性——它不受水分子的影响，能与潮湿的礁石表面紧密结合。至于赖氨酸分子，它的功能是清除礁石表面海水中的盐分，仅起到辅助作用。
那么多巴分子为何具有如此强大的黏性呢？
因为这是一种所谓的“极性分子”。在多巴分子中，氢原子分布在表面，氧原子处于核心；然而表面氢原子的电子易被氧原子吸引，导致这些氢原子极为渴求新的电子！当它们与某个拥有很多电子的原子距离不足0.25纳米时，就会形成一座“桥”，称为“氢键”。氢键不如胶水中的共价键牢固，但它有一项绝对优势：比起水分子，氢键更易与岩石中的金属氧化物结合。
事实上，这些氧化物极化程度很高，氧原子的那些富余的、不必用于构成共价键的电子时刻准备与多巴分子中缺失负电子的氢原子结合。换言之，贻贝的“胶水”与水分子不怎么亲近，倒是与礁岩更亲密。
在贻贝足丝末端的每一个小圆片下都上演着同样的场景：在这直径不足2毫米的小小空间内，赖氨酸分子清除海水在岩石上留下的盐分，多巴分子则施展“粘功”。这数以百计的黏足，就是贻贝在汹涌海浪中的安全带！
复制难题
科学家自然又有了新的点子：能否发明一种基于氢键而非共价键的胶水，更通俗地说，一种适用于湿润环境的胶水？
如果能成功，那就可以黏合破损器官，而不需进行缝合；或许还可以直接在水中进行潜艇外壳的修复。起初，研究人员计划提取并净化贻贝的黏性分子，这样便可获得100%天然的强力胶水。理论上非常简单，实际并不可行，因为这种方法成本过于高昂！
于是他们又尝试人工合成一种近似的黏性分子。贻贝的黏性分子中央是一“圈”氧原子，研究人员用氮原子替代了氧原子，结果令人惊喜！新的分子不仅具有黏性，并且黏附力更强——简单来说，氮原子能使新分子构建出更多的氢键。
这种超强胶水哪里有卖？请耐心等待。在它上市之前，恐怕我们还得过几年只能胶合干燥表面的日子……
撰文 Nadège Joly
编译 金祺萱
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