纽约市周围的水域曾经遍布数十万英亩的牡蛎床。在人类吞噬它们并污染了它们的水域之前，这些牡蛎将自身固着在岩石上，并彼此连接。
“据说在殖民时期，纽约港的牡蛎多到几乎可以走过去，”普渡大学化学家兼材料工程师乔纳森·威尔克（Jonathan Wilker）说。
当像这样密集的牡蛎群得以形成时，它们可以通过过滤水、固定土壤和沙子以及吸收风暴潮的冲击力来服务于沿海环境。所有这一切都归功于牡蛎分泌的强大粘合剂，用以将自身固定在原地。
这并非人类从动物分泌的黏滑物质中获益的唯一途径。威尔克和世界各地的其他科学家正在研究动物如何以及为何制造胶水和黏液，并试图调制出自己的版本。这些黏液专家希望将他们的仿生材料应用于手术胶水、一些现有粘合剂的更安全替代品，或在不再需要时即可分离的临时胶水。
“我们身边到处都是粘合剂，”威尔克说。“很多都是永久性的，很多对我们来说并不太好。所以我认为我们还有很大的改进空间。”
安顿下来
牡蛎并非唯一使用粘性糊状物来固定自己的生物。贻贝、藤壶和其他海洋生物会因为几个原因而附着在岩石和同类身上。聚集在胶水连接的群体中可以保护这些生物免受海浪的冲击、被饥饿的海鸟叼走，或独自寻找配偶的困扰。
“基本上它们的生存取决于此，”研究牡蛎和贻贝粘合剂的威尔克说。
这些海洋动物可以启发用于手术和牙科的无毒胶水，这些胶水能够在人体潮湿的环境中将组织粘合在一起。“我们的大多数粘合剂在潮湿环境中都无法固化……所以我们必须向大自然寻求答案，”他说。
医生们最常依赖的工具并非理想。缝线和订书钉会在健康的组织上打孔。“你会在所有这些地方产生机械应力，你就会制造感染的源头，”威尔克说。至于螺钉，“为了固定一块骨头而必须钻出多少健康骨组织来固定一块钢板，这是难以置信的。我认为……如果我们能从缝线、订书钉和螺钉转向粘合剂，病人的预后会好得多。”
贻贝胶可能非常适合软组织，而牡蛎的更强水泥可以用于骨骼。威尔克和他的同事们也在为其他情况研究仿生胶水，并对其进行调整以适应不同的条件。
我们日常生活中使用的许多产品都是用永久性胶水粘合的。“如果你想想……电脑、家具、汽车内饰、电话簿或鞋子……在其使用寿命结束后，我们大多只是把它们扔进垃圾填埋场，”威尔克说。“你怎么才能把你电脑或笔记本电脑的所有宝贵组件分离开呢？”他的团队正在研究可在不再需要时降解的仿生胶水，从而简化回收。
他们还在研究防污涂层，以阻止带有粘性设计的动物附着在船体上。藤壶和其他附着物会增加船只的阻力和燃油消耗，目前它们通过会渗出铜离子的红色油漆来驱赶。“所以，本质上我们目前的防污技术就是杀死船只周围水域中的所有生物，”威尔克说。“如果你能首先了解这些动物是如何附着的，然后你就可以利用这些信息来开发动物无法附着的涂层，而无需将有毒物质渗入水中。”
他和他的团队一直在测试可以阻止贻贝胶附着在表面的涂层。但要阻止所有决心要分泌胶水的动物并非易事。“大自然自有办法——它们会找到附着的方法，”威尔克说。
防御策略
黏液可以成为强大的威慑物。盲鳗以打结来更好地控制它们吞食的海底残骸而闻名。它们还有另一个不寻常的才能：向敌人喷射黏液。
“盲鳗黏液并不一定是为了粘附东西，”查普曼大学海洋生物学家道格拉斯·法奇（Douglas Fudge）说。“黏液似乎非常善于堵塞像鳃这样的东西。”
盲鳗从遍布其身体长度的黏液腺中分泌黏液。“你几乎没有地方可以咬到盲鳗而不被黏液喷到，”法奇说。
这种黏液具有几个独特的品质。盲鳗可以在瞬间喷射出大量的黏液。“它们如何制造出如此多的黏液，我们并不完全理解，”法奇说。
黏液中还充满了丝状纤维。“这就是它非常独特的原因——它不仅仅是黏液和水，而是黏液、水以及成千上万的丝状纤维，”法奇说。
他和他的同事们通过麻醉盲鳗并诱导黏液腺分泌其内容物来研究这种独特的分泌物。人造盲鳗黏液可能具有多种用途。法奇无法透露他目前与多家公司合作项目的细节。但他表示，人们曾考虑将盲鳗黏液纤维作为蜘蛛丝的替代品用于仿生材料。“盲鳗黏液纤维……的材料性能堪比蜘蛛丝，”他说。目前，研究人员正试图模仿蜘蛛丝，希望制造出具有钢的强度和橡胶的柔韧性的材料。
法奇还谈论过这些纤维可能在安全头盔或防弹背心中发挥作用。一月份，海军研究人员宣布他们已创造出一种受盲鳗黏液启发的材料。“合成盲鳗黏液可用于弹道防护、消防、防污、潜水员防护或防鲨喷雾，”生物化学家乔什·科戈特（Josh Kogot）在声明中表示。“可能性是无限的。”
其他动物也使用胶水来保护自己。一些海参会喷射粘性纤维缠住捕食者，而某些蝾螈则分泌胶水快速粘住捕食者的嘴。由于蝾螈的粘液在干燥条件下有效，因此可能启发皮肤胶水。“蝾螈胶……非常强，”奥地利路德维希·玻尔兹曼实验和临床创伤研究所的动物学家扬克·冯·拜恩（Janek von Byern）说。“与商业产品相比，它是非常有竞争力的。”
捕猎
胶水还可以用来捕获猎物。一种新近发现的蠕虫蜗牛会喷射黏液网来捕捉猎物，而许多蜘蛛和萤火虫则等待猎物撞入它们制作的粘性丝网上。
去年12月，冯·拜恩和他的同事们报告说，使萤火虫钓鱼线具有粘性的液滴主要由水和萤火虫自身的排泄物组成。这些黏液99%是水，掺杂了一些尿素和其他成分。冯·拜恩告诉《大众科学》杂志，这种简单性意味着萤火虫胶水可以成为廉价人造胶水，用于家具、纸张或纸板的良好模板。
这可能是甲醛基木材胶水的一种更安全替代品，而甲醛基木材胶水非常便宜。甲醛低剂量时是刺激物，高剂量时是致癌物。在卡特里娜飓风之后，这些胶水变得臭名昭著，当时人们在联邦紧急事务管理局提供的拖车里避难时生病了。“他们在路易斯安那州炎热的阳光下烘烤，然后甲醛开始从镶板的粘合剂中释放出来，”威尔克说。最近，零售商Lumber Liquidators因销售甲醛含量高的地板而陷入麻烦。“如果我们可以转向更多基于生物的、毒性更小的东西……那将是极好的，”威尔克说。
化妆品也可能如此。“用于粘合假指甲和假睫毛的基本上是强力胶……那对健康不太好，”威尔克说。
也许蝾螈胶可以在这里找到自己的市场。“我从未在我的指甲上测试过蝾螈胶，”冯·拜恩承认。“但我知道蝾螈胶能完美地粘在人类皮肤上。它非常粘！”
仿生胶水不会取代我们使用的所有粘合剂。“我们不想放弃所有这些胶水，有些是真正强大的合成胶，”冯·拜恩说。“但只要涉及人际接触，我认为我们应该考虑，这是否真的有必要？”
提供仿生替代品并非一项快速简单的任务。科学家必须弄清楚动物如何制造其黏液，涉及哪些成分，以及他们如何模仿它。然后，科学家必须在木材、猪皮或动物骨骼等材料上测试其强度。最后，他们必须使自己制造的版本比真实的事物更好。
直接从动物身上提取胶水并不实用。首先，收集足够数量的黏液将是一个挑战。而且一旦我们知道了动物使用的配方，我们就可以对其进行调整，使其更适合人类。“贻贝想……将自己粘附到岩石上，或者牡蛎想粘附到另一只牡蛎上，”威尔克说。“这不一定与你想用于骨对骨粘合、制造新型胶合板、软组织粘合、牙科水泥或化妆品胶水的东西相同。”
黏液的世界
每一种黏液都适应了制造它的动物的需求。萤火虫胶水只在非常潮湿的条件下才具有粘性。蝾螈胶必须瞬间固化，以免追逐者有机会咬住。贻贝胶则需要更长的时间才能硬化。“它不需要很快，但……它必须终生有效，始终坚固且永不改变，”冯·拜恩说。
模仿这些黏液可以为我们提供种类繁多的粘合剂，完美契合人类的需求。它们只是自然界中动物胶水和黏液的冰山一角。海星用粘合剂在海底爬行并撬开贝类。恰如其分地命名为“可食用燕巢雨燕”会吐出长长的粘性唾液来建造它们的巢穴，这些巢穴被视为珍馐。 鼻涕虫会分泌黏液，帮助它们在地面滑动——并启发了能够储存和释放水分的温室窗户设计。古老的鹦鹉螺用胶水代替吸盘排列它的触手，而鱼类则分泌黏液层来保护它们免受病原体和害虫的侵害。而且，动物王国之外还有许多其他生物制造它们自己的黏液，从食肉植物上的“捕蝇纸”到牙菌斑（它是由你口腔中细菌形成的生物膜）。
我们还有很多关于自然界中各种黏液以及它们如何服务于我们的知识要学习。但越来越多的实验室开始关注动物黏液。“这曾经非常奇怪且小众，”威尔克说。但现在，“我们正在达到商业化和实际影响触手可及的地步。”
