未来的自组装、自修复材料是……血液

此时此刻，你体内的某个地方，一层脆弱的膜正在撕裂。现在出现了渗漏，原本不应该通过膜的液体正从撕裂处喷涌而出。

幸运的是，这个泄漏很小，你感觉不到。不幸的是，自从第一次泄漏之后，你的体内又出现了许多其他泄漏。幸运的是，在第一次泄漏处，几个之前像水果卷一样卷成一团的长而粘的分子在突然的洪流中解开了，它们粘附在小固体碎片上，形成小团块，这些小团块与其他团块纠缠在一起，现在整个团块正在堵住泄漏处，暂时修补，直到增援部队到达。

这个过程每天进行数百万次，这是人体的奇迹之一，但这并不是麻省理工学院材料科学家 Alfredo Alexander-Katz 和他的同事研究它的原因。相反，研究人员希望在人体外复制这个过程，使用略有不同的成分来制造具有自组装和自修复功能的合成材料。

该团队的第一步是弄清楚凝血的初始阶段究竟是如何运作的。尽管科学家已经知道一种名为冯·维勒布兰德因子的生物聚合物（即上述场景中的“水果卷”）对凝血过程至关重要，但没有人理解这些分子如何或为何只在需要时才能解开。

事实证明，关键在于速度：随着周围的液体开始流动得更快，涌向泄漏处，展开生物聚合物所需的剪切力也会增加。正如麻省理工学院新闻所解释的那样：

亚历山大-卡茨说，如果这个过程不受控制，这种栓塞就会在血液中不断形成。为了抵消这种影响，另一种分子也在循环：一种“分子剪刀”，他说，“它会绕过来，把栓塞剪成碎片。”

大多数情况下，凝结和剪切保持平衡，因此不会形成血栓。但当流速增加时，vWF 分子会伸展并变得更粘稠，而“分子剪刀”无法跟上，因此栓子会堆积起来。

潜在的血凝块式材料的自组装、自修复特性很酷很有趣，有点“我们生活在未来”，但这实际上只是它们对材料科学家有吸引力的部分原因。

另一个主要的吸引力在于，这些复合材料（基本上是与其他物质混合在一起的聚合物）在很多方面都非常方便和令人惊奇，但没有人找到一种简单的制造它们的方法。

至少除了大自然，没有人能做到这一点。大自然用生物聚合物强化了骨头和贝壳中的陶瓷，使它们的强度比没有生物聚合物时高出 3000 倍。但是骨头和贝壳以及大自然的大多数其他复合材料需要很长时间才能形成，因此它们的配方秘密对科学家来说没有太大帮助。另一方面，血凝块在几秒钟内就会形成。

Alexander-Katz 和他的同事目前正致力于使用不同类型的分子模拟这一过程，并希望这项工作能够应用于制造新型油墨、颜料和涂料，以及自修复轮胎等设备。