科学家们致力于蜘蛛丝的生物可降解胶水替代品
科学家成功地制造出合成蜘蛛丝，创造了一种新的生物可降解胶水替代品。曼彻斯特大学的研究人员发现，他们自制的合成蜘蛛丝胶水与市售粘合剂一样有效，而且对环境没有危害。这种胶水是通过诱导无害细菌产生蜘蛛丝以外的蛋白质来制作的。然后，这些细菌可以通过发酵摄取糖类和营养物质，产生蜘蛛丝胶水。这个过程类似于酿造啤酒，只不过是用蜘蛛丝胶水代替酒精。今天在《材料今日生物》杂志上发表的研究显示，蜘蛛丝胶水在粘结玻璃上表现特别出色，初始粘合强度达到6.28兆帕，与商业特制玻璃胶水的强度11.9兆帕相比。这一突破为价值数十亿美元的行业提供了一系列可持续替代品的可能性。
主导研究的曼彻斯特生物技术研究所的艾莉德·罗伯茨博士表示：“我们发现，粘附的机制是由于蛋白质的展开和重新组织形成了富含所谓‘β-褶片’的致密氢键结构。”这一发现很有意思，因为自然蜘蛛丝经过类似的β-褶片富含结构转化过程，就像蜘蛛纺织丝线时一样——这也就是使蜘蛛丝如此坚固耐用的原因。
在合成粘合剂出现之前，人们通常使用天然蛋白质作为胶水。在我们开发出从原油中提取胶水的化学合成方法之前，胶原蛋白（来自动物蹄）、酪蛋白（来自奶酪）和麸质（来自谷物）都被用作胶水。如今，基于蛋白质的胶水几乎完全被合成替代品所取代，全球市场规模在2010年达到了410亿美元。这种从石油中产生的工业过程显著贡献了全球温室气体和挥发性有机化合物（VOCs）的排放，因此需要寻找替代方案。
这些发现应有助于设计和配方其他基于蛋白质的粘合剂，进一步优化后，可能会与商业原油衍生胶水竞争，并为我们提供像过去那样的可再生、生物降解和环保胶水。许多生物体会产生专门用于粘附的特殊蛋白质。贻贝产生了一种坚固的基于蛋白质的胶水，使它们可以黏附在崎岖的潮间带光滑岩石上。蜘蛛也会产生坚固的基于丝的胶水，用于捕捉网中快速移动的昆虫。随着世界逐渐摆脱化石燃料，向可再生的未来迈进，替代碳排放较高的原油衍生胶水的需求日益增长。一种选择可能是回归基于蛋白质的胶水，利用合成生物学的工具设计和优化其性质。与合成原油衍生胶水不同，这些基于蛋白质的胶水将是水基、无毒、生物降解且环境非持久的。它们也将在良性条件（环境温度和压力）下生长，可以通过类似酿造啤酒的过程，即无化石燃料的绿色合成途径来生产。
