本文參加百家號#科學了不起#系列徵文賽。
一群金槍魚圍繞著漁船嬉戲，你垂涎三尺。可惜揮桿數次，沒有一次能成功釣上一條。
金槍魚不上鉤怎麼辦？好辦，撤掉你的魚餌，換成新鮮活潑的吸盤魚試試看。
對，就是那條像被人踩到腦袋，後腦勺上頂著一隻大鞋印的吸盤魚。
不用魚鉤，用繩子捆牢吸盤魚的尾巴，放它下水。吸盤魚趁金槍魚遊過身邊時，拿頭去蹭它的肚皮，腦袋上的鞋印吸盤一下子就吸到金槍魚的肚皮上。這時只要收收魚繩，一條50斤重的金槍魚就上手了。不用擔心會把吸盤魚從金槍魚肚皮上扯下來，它的吸力遠遠超過你的想像，秒殺你家掛毛巾的吸盤掛鈎。
你把吸盤掛鈎按壓在瓷磚上，擠出吸盤下面的空氣。吸盤內外存在壓強差，吸盤被外界空氣壓緊在牆上，可以承受自身和毛巾的重量。吸盤魚的吸附原理跟吸盤掛鈎類似，吸盤魚吸住金槍魚的肚皮，把吸盤下的海水擠出，依靠水壓差把吸盤緊緊壓實在金槍魚身上。
你懂物理，會利用壓力差。吸盤魚不懂，但它也會利用壓力差。看上去沒什麼稀奇的吸盤原理，吸盤魚的吸盤卻比你的掛鈎吸盤要精緻得多。你的掛鈎只能在光滑乾淨的表面上使用，而吸盤魚的吸盤什麼表面都能吸附。你的掛鈎用過一段時間就失去吸力，而吸盤魚的吸盤能用一輩子。最最厲害的是，你的吸盤在潮溼環境下就失去了吸力，而吸盤魚的吸盤不僅在水裡，還能在空氣裡使用，它的吸力比你掛鈎的吸力強好幾倍。
吸盤魚的吸力為什麼那麼厲害？我們先看吸盤的結構，再講它有什麼獨特的秘密。
吸盤是怎麼長出來的
吸盤魚的遊泳技術很糟糕，但是它巡遊過的海域卻很廣闊。一隻吸盤吸附在各種大魚身上，就能遊遍海洋。
它還有個名字叫順風車魚，鯊魚，鯨魚，還有海龜，都是它的旅行車。一旦上車，吃喝不愁，大魚們吃剩下的殘渣就是它的糧食。搭膩一輛車後，下車換另一輛。
吸盤魚的學名叫鮣魚，成年鮣魚最大能長到1米長。身材細長的鮣魚，跟其他魚最大的區別就是腦袋上頂著的吸盤。
上圖是吸盤細節，吸盤像一隻橢圓的扁盤子，一圈厚厚的結締組織，像嘴唇一樣柔軟地包住盤子，這圈厚墊叫做盤唇。盤子裡一排排薄板上垂直排列著齒狀小刺，薄板像鞋底的紋路一樣對稱規整。外形奇特的吸盤，卻不是魚兒身上新長出來的組織，而是由魚鰭變化而來。只是為什麼魚鰭會長到後腦勺上？
一塊在瑞士出土，3000萬年前的化石回答了這個問題。上圖是化石上的吸盤魚，吸盤長在背脊上。古魚背部魚鰭的鰭刺擴大，形成一個吸盤。古吸盤比較小，吸盤內組成鞋印的一排排小刺也很稀疏。經過了3000萬年的演化，吸盤遷移到腦袋上，吸盤內的纖維小刺結構也變得更加緊密精緻。
追蹤現代吸盤魚的魚卵發育過程，可以看到吸盤發育方式跟正常魚鰭的發育沒有什麼不同。在成長過程中，吸盤魚的背鰭會慢慢膨脹，朝著腦袋方向移動。當身長長到3釐米時，背鰭已經完全成型，變成一隻2毫米的吸盤。
背鰭變成的吸盤，有3大特點，一是吸附牢靠，二是不挑材質，三是快速脫離宿主時不損傷表皮。
吸盤能把吸盤魚牢牢固定在大魚身上，無論大魚怎樣扭曲身體，翻騰跳躍，都不會被拆散。另外，吸盤不挑吸附材質，粗糙的鯊魚皮，光滑的海龜殼，黏糊糊的金槍魚皮，木製的舢板，金屬的漁船，吸盤魚統統都能吸上去。而且吸盤魚能輕鬆脫離大魚身體，不會在大魚皮膚上留下傷口。
更加厲害的是，一旦吸盤吸附到大魚身上，吸盤魚就不用再耗費力氣再去管它。換句話說，它的吸盤跟你家毛巾吸盤掛鈎一樣，屬於被動型吸附。
喬治亞理工學院團隊解剖了吸盤魚，發現吸盤周圍是淺色的肌肉組織，說明肌紅蛋白的含量很低。如果吸盤魚需要動用肌肉，主動吸附住大魚的話，肌肉組織應該呈現出高濃度的肌紅蛋白。而低含量的肌紅蛋白證明了吸盤屬於不費力氣的被動型吸附。[百家號-法蘭西is培根-未經授權請勿轉載其他平臺]
吸盤的秘密
吸盤的盤唇吸附在大魚身上，盤唇會把吸盤周圍密封住。盤內薄板上的小刺與大魚皮膚之間不停摩擦，高摩擦力增加了吸附能力。
被動型吸盤的吸力為什麼那麼強，而且還不挑材質，哪裡都能吸附？你看毛巾掛鈎，只有在玻璃和瓷磚的平滑表面上才能吸附牢靠。
北航大學團隊，破解了盤唇吸附的秘密，它的關鍵在於：盤唇皮膚的表層和底層之間，多了一層獨特的垂直纖維結構。
上圖是團隊拍攝的盤唇微觀細節，在皮膚表層下，有一層垂直排列的膠原纖維。垂直纖維層厚度為250～500μm，纖維束的直徑為5～15μm，彎曲的纖維束稀疏地排列在中間層。
正是這層稀疏彎曲的纖維束，增強了吸盤的吸力。團隊測試了吸盤的機械性能，發現吸盤在3個方向（圓周，徑向和垂直方向）的拉伸彈性各不相同，垂直方向上的拉伸彈性比水平方向的彈性要大3倍以上。
測試數據證明了團隊推測：盤唇中間層的捲曲纖維，加大了吸盤的彈性，加強了吸力。也就是說，比起沒有纖維層的盤唇，你得花更大的力氣才能把它從大魚肚皮上拽下來。
另外，加了纖維層的盤唇，吸附時間更長。如果在你家的吸盤掛鈎上，加了這層垂直纖維。掛鈎粘貼的時間能多出3倍以上。
人造吸盤
破解了盤唇秘密的北航團隊，模仿盤唇結構，製造了人造吸盤。
團隊用靜電植絨技術，在矽膠上加了一層垂直方向上的尼龍纖維，組成複合材料。
加了纖維層的複合材料製作的吸盤，和同樣尺寸的普通矽膠吸盤，一同進行水下吸力測試。水下粘附時間，普通吸盤為6分鐘，複合吸盤為26分鐘，提高340%。
在空氣中的測試，複合吸盤的粘附力提高62.5%，它能輕鬆提起280克的排球，而普通吸盤做不到。更加厲害的是，在潮溼環境中，普通吸盤失效，而複合吸盤依然管用。還有，普通吸盤只能在平面上使用，而複合吸盤能提起不規則物體，比如西瓜。下圖是複合吸盤在潮溼環境中懸掛西瓜和4公斤的瓶裝水。
團隊計劃繼續研究複合材料，改善吸盤性能，製造出像吸盤魚一樣強大的吸盤。人工吸盤，也能像搭順風車的吸盤魚一樣，吸附在鯊魚或藍鯨的身上巡遊海洋，實時收集海洋和魚類的信息。
只要簡單地加一層垂直纖維層，就能成倍改善吸盤的吸力，提高粘附時間，吸附不規則物體。這是不懂物理的吸盤魚，教會人類的一個獨特的結構細節。
生活在海洋裡，卻連遊泳都懶得花力氣的吸盤魚，懶惰有懶惰的資本。擁有一隻其他魚兒比不上的吸盤，懶漢魚便能遊遍海洋。
自然界一直走在我們的前面，普通的一條魚，也有遠超我們的精工製造。