北海道大學開發了一項以魷魚(Squid)與合成高分子複合而成的強力水凝膠(Hydrogel)。透過將魷魚身體圓周狀的肌肉纖維組織方向垂直於合成高分子的定向,增強了魷魚原始肌肉纖維組織的強度與抗斷裂性。新開發的水凝膠可望具有生物相容性,並適用做為人工肌腱等具有強度需求的生物替代材料。水凝膠如同生物體軟組織般柔軟,是一種含有大量水分的材料,且在自然界以各種形態存在。因此天然高分子的組合亦可望形成同樣的效果,從而實現100%天然由來之強韌的柔軟複合材料。
此次研究團隊使用了冷凍食用赤魷的外套膜,而赤魷本身即容易分裂成環狀。將赤魷與親水性單體(高分子原料)在水溶液中充分混合,進行化學反應(加熱)後製作出複合凝膠。以電子顯微鏡觀察內部結構後,確認在維持赤魷肌肉纖維定向性的狀態下導入了合成高分子。此外,北海道大學亦就複合凝膠定向的物理性質進行了調查。以拉伸強度而言,垂直於肌肉纖維方向的拉伸提高了3倍,與肌肉纖維相同方向(平行方向)的拉伸則提高了6倍。
研究團隊也透過形成小裂縫並施加力量以測量裂縫進展的程度。結果顯示若破壞能量沿著肌肉纖維的方向裂開,裂紋很容易擴展,破壞能量約為600J/m2。而垂直於肌肉纖維的裂紋不易擴散,呈現出分支等多階段破壞,破壞能量呈現出極高的數值,達4,000J/m2。由此可知,在與環狀肌肉垂直方向上,合成的複合凝膠是一項具有優異抗斷裂性的異向性複合材料。雖然目前詳細耐破壞性的形成機制尚不明確,但評估其主因應是透過合成高分子的補強,抑制了橫切穿過魷魚肌肉纖維的裂縫擴大,以及肌肉纖維與高分子之間強大的分子間作用力分散了施加到材料內部的力。