科学者たちは、貝殻とムール貝の接着剤の重要な特徴であるタンパク質の糸、化学物質を再現することに成功しました。
「私たちが作成した複合材は、現在入手可能なほとんどの接着剤よりも水中で優れた性能を発揮するだけではありません。必要なものはほとんどありません」と科学者は指摘しています。
ムール貝は足糸を分泌します。これらは、いくつかの二枚貝が生成する強力なタンパク質鎖です。足糸から分泌されるタンパク質物質は、排泄された時点で液体の形をしており、すでに水に浸かって固まっています。軟体動物のほとんどの種におけるそのような糸の引張強度は、13 ～ 26 MPa (133 ～ 266 kgf / cm²) の範囲です。このような沈殿物は、表面に埋め込まれ、結合を強化するために化学的に架橋されたポリマーを形成します。ムール貝はまた、足糸の凝集力を高める鉄複合体を分泌します。
科学者らは、カイコの繭から抽出したタンパク質シルクフィブロインから作られた新しい素材でこれらの特性を再現しました。生物学者らは、新しい接着剤にポリドーパミンと鉄も加えた。
「その結果、顕微鏡で見ても天然の接着剤のように見える接着剤が得られました」と科学者は述べています。
正しいシルクフィブロイン混合物を入手し、接着剤が水中で硬化して機能し、せん断力に耐えながら 2.4 MPa (24 kgf/cm2) の強度を達成するには、ポリドーパミンと酸性第二鉄イオンの硬化条件が重要でした。これは、ほとんどの既存の実験用および市販の接着剤よりも優れており、最も強力な水中接着剤の 2.8 MPa よりもわずかに低いだけです。しかし、この新製品の利点は、毒性がなく、すべて天然素材で構成されており、この粘着力を実現するのに必要な量は平方センチメートルあたり 1 ～ 2 mg のみ、つまりわずか数滴であることです。
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kgf / cm² - 平方センチメートルあたりの力のキログラム
MPa - メガパスカル
凝集力とは、体内の同じ相内の同一の分子（原子、イオン）間の結合です。凝集力は、体の強さと外部の影響に耐える能力を特徴づけます。