從大自然學習！天鷹蠕蟲黏液：提供環保塑膠新靈感

圖、文／永續新聞網

革命性的發現：天鷹蠕蟲黏液為永續材料設計提供新靈感。根據加拿大麥基爾大學（McGill University）研究人員的最新研究，一種由天鷹蠕蟲（Velvet Worm）分泌的特殊黏液，可能為未來可持續材料的發展帶來革命性突破。這項研究發現，一種在澳洲、新加坡和巴巴多斯等地的天鷹蠕蟲身上保存了近4億年的天然蛋白質結構，使得該黏液能夠在液態與纖維之間轉換。這一發現為新一代可回收的生物塑料提供了寶貴的設計藍圖。

▲研究發現天鷹蠕蟲黏液能在液態與纖維間轉換，為開發可回收生物塑膠與永續材料提供新靈感。（圖／永續新聞網）

天然靈感：從天鷹蠕蟲學習永續材料設計

「大自然已經發展出製造強韌且可回收材料的方法，我們的研究只是解讀這些分子結構，試圖將這種高效能複製到日常材料中。」本研究的領導者、麥基爾大學綠色化學研究主席馬修·哈靈頓（Matthew Harrington）教授表示。

天鷹蠕蟲是一種生長在南半球潮濕森林中的小型毛毛蟲狀生物，牠們利用黏液來捕捉獵物。當黏液噴出時，會迅速硬化成與尼龍相當強韌的纖維，而這種纖維可透過水溶解後重新組裝。過去，這種可逆轉變機制的分子基礎仍是一個謎。

分子層級的突破：AI解析蛋白質結構

透過蛋白質測序與人工智慧驅動的結構預測技術（AlphaFold，該技術曾獲2024年諾貝爾獎），哈靈頓團隊鑑定出黏液中一種前所未見的蛋白質，該蛋白質的功能與免疫系統中的細胞受體相似。研究人員推測，這些受體蛋白在纖維形成過程中負責連結大型結構蛋白，使黏液在適當條件下變硬或溶解。透過比較3800萬年前即分化的兩個天鷹蠕蟲亞群，研究團隊證實了這種蛋白質在演化中的關鍵作用。

永續性挑戰：從化石燃料塑膠到天然可回收材料

目前，傳統塑膠與合成纖維主要依賴石油衍生物製造，不僅生產過程需消耗大量能源，回收時更常需高溫熔融或使用化學溶劑處理，導致環境污染。而天鷹蠕蟲的黏液機制則完全不同，其纖維生成只需簡單的機械力（如拉伸與擠壓），且原材料可再生，甚至能透過水的作用溶解並重新組裝，無需額外的高能耗或有害化學處理。

「當然，一個能溶於水的塑膠瓶可能不太實用，但如果我們能調整這種蛋白質的鍵結機制，或許可以解決這個問題，並創造出更環保的替代材料。」哈靈頓補充道。

未來應用：朝向循環經濟邁進

這項研究由麥基爾大學與新加坡南洋理工大學（Nanyang Technological University, NTU）合作完成。研究團隊的下一步將專注於實驗驗證這些蛋白質的鍵結機制，並探索如何將這一原理應用於工程材料，開發具有可逆轉變特性的生物塑膠或可再生纖維。

在全球尋求更永續的材料選擇之際，這項研究提供了一個重要的天然範例，或許未來，我們的日常塑膠產品將不再依賴不可再生資源，而是從大自然中學習如何創造可持續、可回收的材料，真正實現循環經濟。