四川
人們談論"神奇絲綢"，腦子里第一個蹦出來的，幾乎永遠是蜘蛛絲。
強度是鋼鐵的五倍、重量極輕、可生物降解……蜘蛛絲的名氣早已傳遍科學界。但它有一個致命短板：極難人工合成。蜘蛛有領地攻擊性，無法像蠶一樣被規模化養殖，實驗室里復制蜘蛛絲的嘗試耗時耗力，成果卻十分有限。
就在研究者們為此苦苦鉆研之際，一種幾乎被完全忽視的材料，正悄悄等待被重新發現。它來自蜜蜂。
大多數人根本不知道蜜蜂會產絲。
美國猶他州立大學分子生物學家奧蘭·沃瑟曼直接點出了這個認知盲區："絲的生產在自然界中比大多數人意識到的要普遍得多。"在昆蟲世界里，絲的進化至少經歷了23次獨立起源，螞蟻、蜜蜂和黃蜂都在其中。
更令人驚訝的是規模：全球大約75%的蜂類物種屬于獨居蜂，而這些獨居蜂幾乎都會吐絲筑繭，用來抵御環境壓力和天敵入侵。社會性蜜蜂和熊蜂則用絲來襯砌蜂巢中的育雛室。
蜂絲不是新發現，過去二十年已有研究零星涉及，但真正系統性地開發其潛力，直到最近才提上議程。沃瑟曼團隊的研究重點是藍果園蜂（Osmia lignaria），這是一種體型小巧、在果園中承擔重要授粉任務的獨居蜂。它結出的繭細長棕色，一端帶有獨特的乳頭狀帽，外表低調，內在卻頗為厲害。
這種繭需要同時滿足幾個幾乎相互矛盾的要求：透氣，以便幼蟲呼吸；防水，以維持繭內濕度；柔韌，以承受物理沖擊；還要足夠堅硬，能夠抵御寄生蜂的刺穿攻擊。寄生蜂會循著化學信號找到蜂繭，試圖用針狀附肢刺穿繭壁，將卵產入正在發育的幼蟲體內。對幼蟲而言，這層絲繭是唯一的防線。
能同時兼顧透氣性、抗菌性、柔韌性和抗穿刺性的材料，在人工合成領域極為稀缺，而蜜蜂幾千年前就已解決了這個工程難題。
有了優異的材料特性，下一步是找到可規模化的生產方法。
沃瑟曼團隊面臨的第一個挑戰，是如何在不破壞繭結構的前提下，獲得可供測量的單根蠶絲。直接拆解繭體費時費力，斷絲率極高，數據質量也難以保證。于是團隊決定回溯到源頭，在幼蟲剛開始吐絲的那一刻直接介入。
他們用3D打印技術制作了模擬天然巢穴結構的飼養系統，在其中實際養育蜜蜂幼蟲，并對每只幼蟲進行每日監測。一旦幼蟲開始吐出第一根松散的絲線，研究人員就立即介入，將絲纖維分離出來安裝固定，用于后續力學測試。
沃瑟曼特別強調了一個令人欣喜的細節："該方案最有前景的方面之一，是幼蟲在取絲后會繼續完成結繭，說明這套方法對幼蟲的干擾極小。"
拿到真實樣本并完成特性表征之后，團隊更進一步。他們利用分子生物學手段，將蜂絲蛋白基因插入經過改造的微生物中，讓這些微生物在實驗室中批量合成絲素蛋白，再經過純化處理，制成透明的自支撐薄膜。
這是人類歷史上第一次以這種方式合成獨居蜂絲蛋白并將其制成實體材料。雖然距離真正的工業應用還有距離，但它打開了一扇此前完全關閉的門。
更大膽的實驗也正在進行中。沃瑟曼的團隊正在嘗試將蜂絲蛋白與另一種冷門生物材料混合：盲鰻黏液。
盲鰻是一種古老的無頜深海魚類，遇到威脅時會釋放出大量黏稠分泌物，這種物質在海水中迅速膨脹，能堵塞攻擊者的鰓。黏液中含有極細的蛋白質絲，經拉伸和干燥處理后，其機械性能接近蜘蛛絲，美國海軍也曾對其防彈和減速特性展開研究。
蜂絲蛋白與盲鰻絲蛋白在分子結構上高度相似，這使二者的混合在理論上具有可行性，有望集合兩種材料各自的優勢，制備出性能更均衡的新型生物材料。
沃瑟曼坦言，這個領域長期以來過于集中在蠶和蜘蛛兩個物種上，"從更廣泛的昆蟲視角來看，絲的種類非常繁多，許多物種的絲在成分和機械性能上各不相同，令人驚訝的是，許多方面至今仍缺乏系統研究"。
在全球都在尋找輕便、堅韌且可生物降解替代材料的當下，蜂絲的故事，或許才剛剛開始。
特別聲明：以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布，本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
