動物仿生學：青蛙舌頭上的粘合劑秘方

仿生學如今已經成為設計界的一個常見辭彙，令人很容易忘記它原本是一個多麼意義深遠的理念：與其從頭開始為一個問題設計出解決方案，不如研究數百萬年的進化如何解決類似的問題。比如類似於植物葉子一般驅水的油漆，以及模仿鯊魚皮以達到流體力學極致的泳衣。

因此，當科學家們尋求製造更好粘合劑的方法時，它們開始在一個理想之地尋找線索：青蛙的舌頭。雖然我們知道青蛙可用舌頭捕捉比它們更小更輕的獵物(比如蒼蠅或蟋蟀)，但是一些青蛙卻能成功捕獲更大的獵物。為了做到這一點，它們會用一股力量去捕獲超過自身體重的食物。

青蛙相當輕盈，這使得它們游泳和彈跳都更為容易。因此，在保持輕盈的同時仍然能夠捕獲更大的獵物，乃是蛙類的一個巨大優勢。根據俄勒岡州立大學所發布的新聞稿，關鍵是什麼幫助青蛙的舌頭捕捉並粘住獵物：這得歸功於一種特殊的粘液，該粘液起到了「壓敏粘合劑」的作用。俄勒岡州立大學生物工程助理教授Joe Baio博士表示：「這種粘液能夠產生很大的粘合力，以應對高收縮應變」。

近日，Baio與來自丹麥奧爾胡斯大學、德國基爾大學以及美國國家標準與技術研究所的研究人員合作進行了一項研究，以確定青蛙伸出舌頭之後上面粘液的化學結構會如何變化。儘管以前有過很多關於青蛙舌頭如何快速而有效地工作的研究，但從未有人研究過其粘液的化學結構變化。

為了深入了解其舌頭粘液的化學結構，基爾大學的研究人員簡單地將三隻成年角蛙放在一起，並將蟋蟀放在一塊玻璃板後面。當青蛙攻擊蟋蟀時，中間擋住的玻璃便能獲取其舌頭上的新鮮粘液。

青蛙舌頭上的粘液與我們鼻塞時產生的粘液有所不同：青蛙粘蛋白所形成的鏈具有盤繞結構。當科學家仔細觀察時，他們可以看到這些蛋白質鏈圍繞一根軸線扭轉在了一起，這是一種被稱為原纖維的結構，也是青蛙舌頭粘性的關鍵。

神奇之處在於：原纖維會在青蛙舌頭縮回時形成。這是一個非常快速的化學過程，意味著其舌頭上的粘合劑基本上只在有需要時才會被激活。 Baio表示：「正是這些原纖維充當了舌頭上的分子緩衝器，從而使得粘液產生了應變響應粘合力」。

因此，製造出一種與該粘液具有相同特性的粘合劑(只有在受到一定程度的力時才會變得特別粘稠)，似乎可以幫助我們擺脫一些棘手的困境。

本文譯自 Mnn，由譯者 HTT110 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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