日前，浙江大學化學系教授唐睿康及其研究團隊發現，自然現象“金蟬脫殼”的“換殼”過程其實是受一個“開關”控制的，這項技術的發現將爲科學家進一步研究仿生控制功能提供樣本，讓生物材料的製備變得更加可控。
目前，該項發現的相關論文《Magnesium-aspartate-based Crystallization Switch Inspired from Shell Molt of Crustacean》(受甲殼動物換殼啓發基於鎂-天冬氨酸的結晶開關)已經發表在十二月七日《美國科學院院報》上。
此前，在以卷甲蟲爲生物模型的研究中發現，在換殼前其體內參與成殼的碳酸鈣是處於一種非晶態，而在鎂離子的作用下，這些不穩定的非晶態的碳酸鈣則保持在一種“亞穩定狀態”，從而可以作爲礦化前體在生物體內富集並存貯，爲新殼的快速生成作好物質準備。
然而，通常這個過程需要兩週左右。如何能夠精確地啓動換殼程序，使礦物從“亞穩定狀態”在短時間內完成結晶，對科學家來說一直是個不解之謎。這次唐睿康的課題組找到了這個“開關”。
在對處於換殼時期的卷甲蟲進行了研究後，他們發現，富含酸性氨基酸如天冬氨酸的蛋白質是另一個關鍵的信號。研究表明，在這種特殊蛋白質的作用下，卷甲蟲立即啓動換殼過程，促使處於準備狀態的礦物質前體迅速走向“穩定狀態”從而形成新殼，在自然狀態下，這個過程在短短的數小時之內完成。
最新研究發現，“金蟬脫殼”在“關”的信號下，礦物在體內儲存併爲新殼準備，而當“開”的信號一出現，新殼就快速生成。
唐睿康說：“通過製造出一種“仿生開關”，生物材料的合成就可以變得更加可控，從而製造出各種結構、形態和功能的生物材料。而且，這一原理還可以進一步發展用於控制人體內的生理性礦化過程，如骨、牙的形成及病理性礦化如結石、血管鈣化等等，具有極廣的應用性。”
