黏黏的海洋生物教我們如何製造膠水
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0:01 - 0:04我想邀請各位跟我
來一趟野外考察之旅 -
0:04 - 0:07帶你們全部一起去海灘
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0:07 - 0:09享受一下海風和鹽霧
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0:09 - 0:11然後一起下到海水邊
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0:11 - 0:14你會發現海浪正打著我們
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0:14 - 0:16要原地不動真的很難
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0:17 - 0:19但,現在往下看
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0:19 - 0:20你會發現
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0:20 - 0:23石頭被海洋生物包覆著
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0:23 - 0:24牠們一動也不動
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0:24 - 0:26一點問題也沒有
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0:26 - 0:29原來,如果你想在
非常困苦的環境生存 -
0:29 - 0:35製造黏液的能力
將決定你使否能夠存活 -
0:35 - 0:38現在我來介紹一下
這個故事中的幾位主角 -
0:38 - 0:39這邊講幾個就好
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0:39 - 0:41這些是河蚌
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0:41 - 0:44你會發現牠們包覆了石頭
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0:44 - 0:47牠們製造黏液黏在石頭上
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0:47 - 0:49而牠們也相互黏著
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0:49 - 0:52全部躲在一起
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0:52 - 0:55這張是牡蠣礁石的特寫照
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0:55 - 0:57牡蠣很奇妙
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0:57 - 0:59牠們彼此緊黏
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0:59 - 1:03並打造這些巨大、
廣闊的礁石系統 -
1:03 - 1:06它們可以長達數公里、
深達數公尺 -
1:06 - 1:09他們對沿岸海洋生態系的運作
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1:09 - 1:12可說是有最重大影響
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1:12 - 1:15因為牠們時常過濾海水
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1:15 - 1:17把沙塵和水分開
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1:17 - 1:20其他生物其實也住在這些礁石裡
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1:20 - 1:23再來,想看看
如果暴風雨來襲會怎樣? -
1:23 - 1:24如果暴風雨來臨
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1:24 - 1:27會先打到這好幾英里長的礁石
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1:27 - 1:29而後面的海岸會被保護住
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1:29 - 1:32所以它們頗重要的
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1:32 - 1:34如果你有去過礁石海岸
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1:34 - 1:35全世界其實都差不多
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1:35 - 1:37你可能很熟悉藤壺的長相
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1:37 - 1:39這些動物──
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1:39 - 1:41其實還有很多其他的動物,
這裡只講了三個── -
1:41 - 1:42牠們製造黏著劑
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1:42 - 1:44彼此相黏,並黏著石頭
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1:44 - 1:46然後建立群落
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1:46 - 1:50這樣一來,他們得到許多生存優勢
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1:50 - 1:52其中一個優勢是
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1:52 - 1:59個體受到亂流
及其他環境損傷的影響較小 -
1:59 - 2:01所以牠們一起在那裡躲著
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2:01 - 2:04其他的優勢也包括安全
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2:04 - 2:07因為這麼做也幫他們遠離狩獵者
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2:07 - 2:09因爲,假設一下
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2:09 - 2:10一隻海鷗想把你叼起來吃掉
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2:10 - 2:13黏在一起便使海鷗比較難抓
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2:13 - 2:17另一點是有助於有效繁衍
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2:17 - 2:20想像一下,
當藤壺先生和藤壺太太決定說: -
2:20 - 2:22「是生小寶寶的時候了」
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2:22 - 2:25我先不告訴你他們怎麼做的
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2:25 - 2:27但當牠們覺得時候到了
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2:27 - 2:33住在旁邊比較方便
繁衍效率也比較高 -
2:33 - 2:38我們想了解牠們如何做到,
如何黏在一起 -
2:38 - 2:40我不能告訴你所有的細節
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2:40 - 2:42因為我們還在研究
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2:42 - 2:46但我想先讓你們看一些我們在做的事
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2:46 - 2:50這張圖片
是我們實驗室中的一個水族系統 -
2:50 - 2:54圖中所有的東西都是系統的一環
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2:54 - 2:55我們做的就是──
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2:55 - 2:59看得到玻璃箱底部有一些河蚌──
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2:59 - 3:02我們將水冷卻,讓光線循環
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3:02 - 3:03我們也讓系統有亂流
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3:03 - 3:05因為當水流不穩定時
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3:05 - 3:07這些動物可以為我們
製造多一點黏著劑 -
3:07 - 3:09我們誘導他們製造黏液
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3:09 - 3:11並收集這些黏液做研究
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3:11 - 3:13牠們現在在這裡,印第安納州
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3:13 - 3:15但就牠們所知
牠們身處於二月的緬因州 -
3:15 - 3:19就我們看來,牠們頗快樂的
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3:19 - 3:21我們也研究牡蠣
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3:21 - 3:25上方的圖片
是個在南卡羅蘭納州的小礁石 -
3:25 - 3:29我們最感興趣的是
牠們如何貼著彼此 -
3:29 - 3:30如何互相連結
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3:30 - 3:32你在下方的圖片可以看到
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3:32 - 3:35有兩隻牡蠣互相黏著
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3:35 - 3:37我們想知道牠們中間有什麼
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3:37 - 3:39以我們會常常把他們分開
然後觀察 -
3:39 - 3:42在下一組圖片可以看到
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3:42 - 3:44下方的圖片有兩個殼
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3:44 - 3:47一個動物的殼和另一個動物的殼
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3:47 - 3:48還有他們中間的黏著物
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3:48 - 3:50如果你看右邊的圖
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3:50 - 3:52你可能會看見
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3:52 - 3:55每個動物的殼中都存著結構
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3:55 - 3:57但黏著物看起來就不一樣
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3:57 - 4:01所以我們用了有的沒的
生物、化學儀器 -
4:01 - 4:03來了解這裡面是什麼
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4:03 - 4:06我們發現它們的結構不同
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4:06 - 4:08它們的化學成分也不一樣
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4:08 - 4:11而這頗有趣的
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4:11 - 4:12再來這張圖片
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4:12 - 4:14在告訴你們這是什麼之前
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4:14 - 4:16我想先講一下──
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4:16 - 4:20你們知道卡通《魔法校車》嗎?
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4:20 - 4:24或《奇幻旅程》,
如果你年紀較長的話? -
4:24 - 4:25那你可能記得這些卡通
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4:25 - 4:28會把裡面的角色縮成微粒般
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4:28 - 4:30然後在一番天旋地轉之後
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4:30 - 4:33或游或飛,探索這些生物構造
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4:33 - 4:37我把這想像成卡通那樣,
不過是真的就是了 -
4:37 - 4:42我們有兩個黏在一起的牡蠣
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4:42 - 4:45這個區域之前全都被黏著物填滿
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4:45 - 4:47我們發現這個黏著物是由
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4:47 - 4:49許多不同的成分組和而成
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4:49 - 4:50但大體來說
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4:50 - 4:52這裡面有分為
堅硬且不具黏性的部份 -
4:52 - 4:54和軟黏的部份
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4:54 - 4:57我們選擇性地移除不黏的部分
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4:57 - 5:01然後來看
連接動物們的東西中剩下什麼 -
5:01 - 5:02我們發現這個
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5:02 - 5:04我們可以看到這個黏著劑
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5:04 - 5:06把兩個動物連在一起
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5:06 - 5:08我覺得這張圖真的很酷
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5:08 - 5:11因為你可以想像自己飛進去
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5:11 - 5:15以上就是我們為了解
海洋生物如何製造這些物質 -
5:15 - 5:17所做的研究
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5:17 - 5:21從根本的角度來看,
得到這些知識十分令人興奮 -
5:21 - 5:23但有了這些知識要做什麼呢?
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5:23 - 5:25如果我們可以利用
這些動物所生產的 -
5:25 - 5:28那麼其實可有許多
科技上的運用 -
5:28 - 5:29給各位一個例子
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5:29 - 5:31想像你在家裡
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5:31 - 5:35你打破最愛的小塑像
或馬克杯或類似的東西 -
5:35 - 5:37你想把它拼回去
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5:37 - 5:38你會去哪裡呢?
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5:38 - 5:40會去到我最喜歡去的地方──
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5:40 - 5:43五金行賣膠水的走道
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5:43 - 5:45我知道各位如何度過你們的夜晚
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5:45 - 5:48你們都很時髦,因為你們在這裡
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5:48 - 5:50你們會去酒吧、演唱會之類的
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5:50 - 5:52而我每晚就到這裡晃晃
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5:52 - 5:54喔,我想叫你們做的事就是
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5:54 - 5:58把架上所有的黏膠買回去
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5:58 - 6:00但在你把東西拼回去之前
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6:00 - 6:04我想請你先在水下試試
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6:04 - 6:06拼不起來,對吧?
這是眾所皆知的 -
6:06 - 6:08很顯然海洋生物解決了這個問題
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6:08 - 6:13而我們需要做得事就是
想辦法複製這個解方 -
6:13 - 6:15其中有個問題
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6:15 - 6:17你不能直接去海邊收集這些物質
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6:17 - 6:19因為如果你去抓一堆的貽貝
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6:19 - 6:20然後試著擠出裡面的黏液
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6:20 - 6:22你只能得到一點點
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6:22 - 6:25但那永遠不夠你拿來做事
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6:25 - 6:26只能看而已
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6:26 - 6:27我們需要提升這個規模
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6:27 - 6:30最好能有一輛列車這麼多
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6:30 - 6:33上面的圖片顯示的是
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6:33 - 6:35動物們做黏膠時
會用到的一種分子 -
6:35 - 6:39它們是種很長的分子
叫做「蛋白質」 -
6:39 - 6:43這些蛋白質分子中有獨特的成分
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6:43 - 6:46可以產生黏著的特性
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6:46 - 6:49我們取那化學成份的一小部分
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6:49 - 6:52放到我們取得的其他長分子中
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6:52 - 6:54這要是我們能大量製造的物質
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6:54 - 6:57你可能稱這些物質
「塑料」或「聚合物」 -
6:57 - 6:58我們有點簡化它們的作用
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6:58 - 7:02但就是把那個
黏性化學成分放到這些大分子 -
7:02 - 7:05如此,我們研發出
許多不同的黏質系統 -
7:05 - 7:08那當你製造出
一個看起來不錯的新黏膠 -
7:08 - 7:09你會怎麼做呢?
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7:09 - 7:11你會開始在實驗室裡黏東黏西
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7:11 - 7:16在這個例子裡,我們拿一點點黏膠
把兩塊金屬黏起來 -
7:16 - 7:18然後我們想在上面掛點東西
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7:18 - 7:20所以我們吊了一桶活貽貝
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7:20 - 7:21自己覺得很聰明
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7:21 - 7:22(笑聲)
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7:22 - 7:26當然我們常常把這量化了
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7:26 - 7:28所以我們拿去
跟市面上的黏著劑比較 -
7:28 - 7:29然後發現
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7:29 - 7:32現在我們有一些
比強力膠還牢固的物質 -
7:32 - 7:34對我來說這很酷
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7:34 - 7:37這是實驗室的好日子,
這膠比強力膠還牢固 -
7:37 - 7:39這是另一個我們能做的
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7:39 - 7:41這是一缸的海水
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7:41 - 7:45那個注射器裡
有我們的黏膠配方 -
7:45 - 7:50我們在水下
把黏膠擠到金屬片上 -
7:50 - 7:52然後我們要製造一個黏合點
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7:52 - 7:55所以我們拿另一片個金屬片
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7:55 - 7:58把它放在那裡,調整好位置
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7:58 - 8:01之後要讓膠乾一下,給它點時間
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8:01 - 8:04在上面施加點力,沒多複雜
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8:04 - 8:07這就是個含鉛的管子
沒什麼花俏的 -
8:07 - 8:09然後你就放著等它一下
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8:09 - 8:11這完全沒有接觸到空氣,完全在水下
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8:11 - 8:13你把它拿起來
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8:13 - 8:14每次到這裡我就很緊張
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8:14 - 8:16我永遠不知道會發生什麼事
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8:16 - 8:18拿起來…
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8:18 - 8:19它黏住了
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8:19 - 8:21我覺得這很酷
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8:21 - 8:24我們這有很強的水下附著力
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8:24 - 8:27這可能是史上最強的水下黏著劑
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8:27 - 8:30不然也是最強的之一
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8:30 - 8:33這甚至比動物製造的物質還要牢固
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8:33 - 8:35所以對我們來說
這挺令人興奮、挺酷的 -
8:35 - 8:38那我們拿這些東西要做什麼呢?
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8:38 - 8:41下面有些你可能很熟悉的產品
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8:41 - 8:47想一下你的手機、筆電,
大部分的膠合板 -
8:47 - 8:50你車子的內裝、鞋子、電話簿
諸如此類的東西 -
8:50 - 8:52它們皆由黏著劑接合而成
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8:52 - 8:54而這些產品所用的黏著劑
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8:54 - 8:56有兩個大問題
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8:56 - 8:58第一,它們有毒
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8:58 - 9:00最糟的是膠合板
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9:00 - 9:03膠合板、許多的傢俱
和木質層壓的地板 -
9:03 - 9:08所用的黏著劑中
「甲醛」是主要的成分 -
9:08 - 9:11也許你聽過這個物質
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9:11 - 9:13它是一種氣體,也是致癌物
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9:13 - 9:17所以當我們拿這些黏著劑來建構時
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9:17 - 9:20我們也吸入許多的致癌物
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9:20 - 9:21顯然,這不太妙,對吧?
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9:21 - 9:24另一個問題是
這些黏著劑都是永久的 -
9:24 - 9:27當你的鞋子、車或筆電壽終正寢
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9:27 - 9:30你不想再用的時候,
你會怎麼做呢? -
9:30 - 9:32這些東西的很大一部分
都進到垃圾掩埋場 -
9:32 - 9:34而其中有許多貴重的原料
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9:34 - 9:36我們會想把它們取出來回收
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9:36 - 9:37但這並不容易做到
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9:37 - 9:40因為它們全都被膠
永遠地黏在一起 -
9:40 - 9:44為要解決這個問題
我們嘗試一個辦法 -
9:44 - 9:46我們從玉米中
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9:46 - 9:50取出另一個長分子
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9:50 - 9:54然後將貽貝中的
黏性化學成分放入其中 -
9:54 - 9:57因為我們用了玉米
又用了貽貝 -
9:57 - 10:00所以我們稱它為「海田聚合物」
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10:00 - 10:01它黏得住
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10:01 - 10:03而且成效很好,很牢固
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10:03 - 10:04同時,它主要也是由生物組成的
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10:04 - 10:05這點不錯
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10:05 - 10:08但也許這裡更重要的一點是
它也可被分解 -
10:08 - 10:10我們可不費力地把它分解
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10:10 - 10:11像是用水
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10:11 - 10:13所以,我們可以在需要時
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10:13 - 10:16把東西黏得很牢固
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10:16 - 10:18而我們也可以將之拆解
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10:18 - 10:20這是我們正在研究的
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10:20 - 10:23這是我們都想要的
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10:23 - 10:25或就這件事來說
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10:25 - 10:27這是我們所不希望遇到的
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10:27 - 10:29我們想取代這個
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10:29 - 10:31縫線、釘子、螺絲
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10:31 - 10:33我們在你開完刀或有傷口時
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10:33 - 10:34會用這些工具把你拼回去
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10:34 - 10:35這實在很糟
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10:35 - 10:37這很痛
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10:37 - 10:38舉縫線為例
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10:38 - 10:41當你要縫合的時候
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10:41 - 10:44要集中施加多少機械力
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10:44 - 10:47還會製造感染的溫床
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10:47 - 10:49在健康的組織裡戳洞不太好
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10:49 - 10:53又像是你要用一塊板子把骨頭固定住
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10:53 - 10:56看看你得鑽多少健康的骨頭
只為了把板子固定住? -
10:56 - 10:57這真的很糟
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10:57 - 11:00我覺得這些像在中古世紀
刑求室所發明的東西 -
11:00 - 11:03但這是我們的現代外科工藝
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11:03 - 11:04所以我想有一天
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11:04 - 11:08用這些黏著劑來取代這套系統
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11:08 - 11:11我們正在努力,但這並不簡單
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11:11 - 11:13想想看黏著劑
要應用在這些用途上 -
11:13 - 11:15需有什麼特性
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11:15 - 11:19第一,它會需要耐的住潮濕的環境
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11:19 - 11:22如果你看一下這張呆呆的圖片
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11:22 - 11:26這張圖說明
我們的身體有百分之 60 是水 -
11:26 - 11:28所以我們的身體是個潮濕的環境
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11:28 - 11:29這張圖也說明了
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11:29 - 11:32我為什麼是科學家
而不是藝術家 -
11:32 - 11:35我完全沒有選錯職業
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11:35 - 11:38一個好的生醫黏著劑
要有另一個條件 -
11:38 - 11:41當然,它要能黏合得很牢固
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11:41 - 11:42而且它要是無毒的
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11:42 - 11:45你不會想害你的病人
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11:45 - 11:48一個物質要滿足
任意兩個條件很容易 -
11:48 - 11:49這被做很多次了
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11:49 - 11:52但要滿足全部三個條件
便十分困難 -
11:52 - 11:54倘若你去問醫生,他們會很挑剔
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11:54 - 11:55他們會說
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11:55 - 12:00「嗯,我想要黏著劑在手術時乾」
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12:00 - 12:02或是「嗯,我想要黏著劑能夠分解
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12:02 - 12:05這樣病人的組織才能重組」
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12:05 - 12:08這實在很困難。我們正在努力
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12:08 - 12:10這是我們拍的一張照片
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12:10 - 12:13我們去找各種的骨頭,皮膚
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12:13 - 12:14軟組織,硬組織──
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12:14 - 12:16我們有時候會用鐵鎚敲擊
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12:16 - 12:18通常我們會把它切成精確的形狀
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12:18 - 12:20然後再把他們黏回去
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12:20 - 12:21我們得一到些令人興奮的成果
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12:21 - 12:23一些強韌的物質
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12:23 - 12:26一些看起來無毒、耐潮的東西
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12:26 - 12:29但我不會告訴你們
我們解決了潮濕黏著的問題 -
12:29 - 12:30因為我們還沒完成
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12:30 - 12:33但這絕對是在我們的未來
可預期的目標 -
12:33 - 12:38這是件我們希望看到
有更多發展的事 -
12:38 - 12:40你可以想像還有很多其他的領域
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12:40 - 12:43如果可以取得更多的黏著劑
我們的生活可能會更好 -
12:43 - 12:44像是化妝品
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12:44 - 12:50想一下有些人戴假指甲或假睫毛
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12:50 - 12:51他們用什麼?
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12:51 - 12:54他們目前用的是毒性很強的黏著劑
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12:54 - 12:55是時候把它換掉了
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12:55 - 12:57這是我們想做的事
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12:57 - 12:58還有很多其他的領域
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12:58 - 13:00想一想車子和飛機
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13:00 - 13:04它們越輕越省油
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13:04 - 13:05所以如果我們可以
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13:05 - 13:07更多地以黏著劑
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13:07 - 13:09代替鉚釘和焊接
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13:09 - 13:12我們未來的運輸和生活可能會更好
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13:13 - 13:14對我們來說
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13:14 - 13:17這一切都回到沙灘
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13:17 - 13:19我們看看四周,然後想問
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13:19 - 13:20「這些海洋生物時如何黏起來的?」
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13:20 - 13:22「我們可以把這項技術拿來做什麼?」
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13:22 - 13:24我認為我們還有很多
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13:24 - 13:28可以向生物向大自然學習的地方
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13:28 - 13:32所以我想鼓勵各位在將來
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13:32 - 13:37放下你那不能回收的電腦和手機
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13:37 - 13:38走到戶外,探索大自然
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13:38 - 13:41並提出你你自己的問題
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13:41 - 13:42謝謝
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13:42 - 13:43(掌聲)
- Title:
- 黏黏的海洋生物教我們如何製造膠水
- Speaker:
- 喬納森威爾克
- Description:
-
貽貝、牡蠣和藤壺──如果我們能利用這類能抵擋風大、潮濕海岸線動物所擁有之製造黏液的能力,會怎樣呢?
跟著喬納森威爾克一同探索這些能自行製造黏液的動物,觀察我們可以向牠們習得的奇妙知識。
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 13:59
Helen Chang approved Chinese, Traditional subtitles for What sticky sea creatures can teach us about making glue | ||
Helen Chang accepted Chinese, Traditional subtitles for What sticky sea creatures can teach us about making glue | ||
Helen Chang edited Chinese, Traditional subtitles for What sticky sea creatures can teach us about making glue | ||
Helen Chang edited Chinese, Traditional subtitles for What sticky sea creatures can teach us about making glue | ||
Retired user edited Chinese, Traditional subtitles for What sticky sea creatures can teach us about making glue | ||
Melody Tang declined Chinese, Traditional subtitles for What sticky sea creatures can teach us about making glue | ||
Melody Tang edited Chinese, Traditional subtitles for What sticky sea creatures can teach us about making glue | ||
Retired user edited Chinese, Traditional subtitles for What sticky sea creatures can teach us about making glue |