鼻涕蟲爬行的秘密

沈羨云

近幾年來，科學(xué)家們一直在研究鼻涕蟲的粘液，以便更好地了解它的構(gòu)成和鼻涕蟲是如何移動(dòng)的。最近，他們研制出一種在鼻涕上蠕動(dòng)的機(jī)械鼻涕蟲，它可以像真正的鼻涕蟲那樣運(yùn)動(dòng)。這項(xiàng)研究引起石油公司和其他行業(yè)的注意。一些工程師認(rèn)為，機(jī)器蝸牛和機(jī)器鼻涕蟲能夠成為地下勘探的有用工具。

是研究粘液的時(shí)候了

上世紀(jì)70年代，科學(xué)家就開始研究香蕉鼻涕蟲的粘液。香蕉鼻涕蟲是一種金黃色的鼻涕蟲，這些小動(dòng)物可以產(chǎn)生大量的光滑粘性物。研究證明鼻涕蟲的粘液類似于我們生病時(shí)沿著肺流動(dòng)、并從鼻子里流出的鼻涕。粘液通過動(dòng)物的足分泌出來，粘液是一種蛋白質(zhì)和糖分子的水混合物，它們賦予粘液獨(dú)一無二的特性。

因?yàn)檎骋褐械乃终?6％，那就是為什么當(dāng)外面潮濕或者下雨的時(shí)候，你會(huì)經(jīng)?？吹接斜翘橄x和蝸牛出來活動(dòng)。它們是從自然界獲取水分來“制造”粘液的，這些粘液的作用就像在它們爬過的地方形成了一條光滑的公路，便于它們的“巡游”。

鼻涕蟲粘液就像蛋黃醬一樣能夠形成一種固體軟膠質(zhì)物，保持一定形狀。當(dāng)鼻涕蟲不爬行的時(shí)候，這種固體粘液就可以將它牢牢地粘在物體的表面。當(dāng)一只表面光滑的動(dòng)物在粘液上爬行的時(shí)候，它就變得像液體一樣的光滑。鼻涕蟲的粘液從固體變到液體后，如果鼻涕蟲停止在上面爬行的話，粘液還能夠重新排列它的分子，再次形成固體。這種特性使得鼻涕蟲能夠同時(shí)爬行和粘附在物體表面。

粘液是如何發(fā)揮作用的?當(dāng)一只蝸牛想去什么地方的話，就用它足的后端開始滑行?；械膭?dòng)作使得足下產(chǎn)生粘液，下面物體的表面變得光滑，于是動(dòng)物足后端就向前運(yùn)動(dòng)。

當(dāng)腳后端停止移動(dòng)的時(shí)候，它下面的粘液就變成了固體，將它粘住。同時(shí)其前面的部分開始移動(dòng)，產(chǎn)生光滑的粘液，使得這部分向前行。

在這個(gè)波浪般的道路上，鼻涕蟲躡手躡腳地一部分一部分地向前移動(dòng)。這個(gè)動(dòng)物的移動(dòng)是緩慢的，但可以安全地到達(dá)它想去的地方。這一切要感謝它的粘液!

機(jī)器鼻涕蟲

麻省理工學(xué)院的工程師們意識(shí)到在各種各樣的環(huán)境中像鼻涕蟲這樣的爬行是有用的，所以他們決定看看是否能夠研制某些像鼻涕蟲這樣能夠粘附在所有的表面、并在上面爬行的東西出來。

為了更好地了解這種動(dòng)物的移動(dòng)，他們首次將鼻涕蟲和蝸牛爬行時(shí)的情況拍攝下來。在仔細(xì)地分析了錄像帶之后，科學(xué)家們研制出一種在人造粘液上爬行的機(jī)器動(dòng)物，就像鼻涕蟲在真正的粘液上爬行一樣。

研究人員們使用一種被稱為Laponite的人造材料來模擬鼻涕蟲的粘液，作為機(jī)器鼻涕蟲的粘液。Laponite是由懸浮在水中的粘土顆粒制成的，能夠像鼻涕蟲粘液一樣進(jìn)行固體和液體之間轉(zhuǎn)換。

與真正的鼻涕蟲不一樣，真正的鼻涕蟲只有一只足，機(jī)器鼻涕蟲有六只足。將機(jī)器鼻涕蟲放在一個(gè)涂了Laponite的物體上，它每次伸出一只足，開始用后面的腳向前移動(dòng)。伸出的足沿著液態(tài)粘液向前移動(dòng)，其他的足依然粘附在液態(tài)粘液中。

就像真正的鼻涕蟲一樣，機(jī)器鼻涕蟲能夠爬上墻和翻越天花板。它的動(dòng)作并不像一只真正的鼻涕蟲那樣平穩(wěn)，但是運(yùn)動(dòng)的整個(gè)模式是一樣的。

鼻涕蟲機(jī)器人以后可能用于尋找埋藏在地下的石油，它們可以在泥濘的洞穴中爬來爬去而不會(huì)滑倒。醫(yī)生們也可能會(huì)派微型機(jī)器鼻涕蟲進(jìn)入到人體內(nèi)進(jìn)行醫(yī)學(xué)研究和治療。粘液研究人員希望他們的工作能夠激發(fā)起人們對那些常常認(rèn)為是不值得欣賞事物的關(guān)注。

責(zé)任編輯蒲暉