2017-08-22

【關鍵評論】Kayue:矛盾大對決:任何表面也能黏住的青口 vs. 無法被黏上的塗層 (3553)

不少海洋生物會黏附表面聚集生活,牠們對於不少靠海洋維生的行業而言是個頭痛的難題︰黏上船身的生物,會減慢船速、增加所需燃料;聚集在管道附近,會堵塞水流。青口是其中一種最「黏身」、最難應付的生物,透過其足絲腺分泌蛋白質黏液形成足絲(byssal thread),幾乎可以黏在任何表面上,無論是金屬、礦物、塑膠抑或水泥。

要阻止船身、建築物被黏上,現時主要靠覆蓋一層有毒物質來殺死或趕走接近的生物。然而這些物質對所生物「一視同仁」,會毒死其他生物,更會在水中累積,影響生態。而且往往需要定期塗上,亦不及預期般有效。雖然有無毒的替代品,但只是較容易移除已黏上去的生物,其阻止黏附表面的能力較低,仍會造成破壞。

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2013年一次學術會議中,當時為哈佛大學博士後研究員的Nicolas Vogel介紹其研究小組的新發明「滑流液體多孔表面」(Slippery Liquid-Infused Porous Surfaces, SLIPS),宣稱用了這個塗層後,幾乎可以阻止所有東西黏上去。

南洋理工大學助理教授Ali Miserez是其中一位聽眾,在聽完匯報後他有信心地向Vogel說︰「我打賭青口會黏着你的塗層,因為我還未見過有牠們無法附上的表面。」Vogel接受挑戰,回國後寄一些SLIPS樣本及Miserez,展開合作,其研究成果更登上期刊《科學》。

結果如何?Miserez說︰「我輸得很慘,我猜我欠Nicolas一餐。」研究顯示某種形式的SLIPS能夠阻止青口黏住。

SLIPS技術讓固體表面注入一層保持原位的液體潤滑劑,令任何東西接觸到表面時,會先接觸這層潤滑劑並滑走。過往研究顯示,SLIPS有效對抗細菌和藻類,不過青口是更難纏的對手。

研究團隊測試了多種表面,包括兩款SLIPS表面、商用塗層和玻璃等。他們讓多隻青口在多個塗層的平面上住兩天,再檢查表面的黏合蛋白。結果發現其中一款SLIPS表面i-PDMS非常有效,在15個樣本中只有一個留下痕跡,亦遠較其他塗層少。

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其後研究團隊離開實驗室,到港口進行實驗,把一塊有3款表面的板放進水中16個星期,結果只有數隻青口定居在i-PDMS上,效果比起商用的IS900要好4倍,其他黏上去的物種亦較少。

為了解SLIPS為何有效,研究人員拍下一些青口在其表面上的影片,看起來潤滑劑令青口感到困擾。在正常情況下,青口會伸出足部探測表面,但當碰到注入潤滑劑的物料時,牠並不會嘗試黏上去。研究人員觀察到三種反應︰有些時候,青口會把足部縮回去;有些時候,牠會放棄並黏上自己的殼;另外有幾次,青口就把黏着劑噴到水中。

研究團隊估計,注入潤滑劑的表面能夠阻止青口附上,是因為面層的潤滑劑或會令誤導青口並非在固定的表面上,而未有觸發其黏着機制。他們亦發現黏着的力度較弱,相信是因為潤滑劑影響黏着的分子作用。研究人員表示今次成果可以製成噴漆,以便大規模應用到不同表面上,而且有持久效果。

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