室兰工业大学、丰田工业大学和工学院大学的研究小组发现,蜘蛛网中的粘性物质含有一种此前未知的“天然离子液体”。
蜘蛛网具有很强的粘性,并且具有巧妙的捕捉猎物的机制。在这项研究中,研究小组利用尖端技术(飞行时间二次离子质谱法(TOF-SIMS)和中红外高光谱成像)对蜘蛛网粘合剂成分(粘性小球——在蜘蛛网捕获线上形成的微小粘性液滴)的成分进行了详细分析。
结果发现,粘合物质中含有水合磷酸二氢胆碱,其起到离子液体的作用。这种离子液体具有溶解粘性物质中蛋白质的能力,当蜘蛛丝粘附到猎物上后,随着水分蒸发,其浓度也会发生变化。其结果是促进了蛋白质的硬化。
离子液体是仅由离子组成且在室温下保持液态的盐的总称。它们即使在低温下也能保持液态,挥发性低,具有优异的溶剂性能和导电性,可广泛应用于各个领域。本研究表明磷酸二氢胆碱水合物调节粘合剂的粘度和硬化过程,支持蜘蛛丝作为天然离子液体的优异粘合性,并有助于蜘蛛粘合剂的均匀分布及其环境响应性。
蜘蛛网的粘性物质并不是简单的蛋白质和水的混合物,而是一种含有天然离子液体的高度受控的粘合系统。研究人员表示,这一发现不仅加深了我们对自然界粘附机制的理解,还可能有助于开发新型生物基粘合剂和功能材料。