迷信家开辟出壮大的新型水下粘合剂

据外媒报道，受藤壶和贻贝排泄的粘性物质开导，塔夫茨大学的工程师们已经开辟出了一种新型的胶水。他们在《先辈科学》杂志上陈诉了这项研究结果。从蚕的纤维丝卵白开始，他们可以或许复制藤壶和贻贝“胶水”的要害特性，包罗卵白丝、化学交联和铁键。其效果是一种壮大的无毒胶水，在水下和在干燥条件下一样好用，并且比如今市场上的大多数合成胶水产物更强。

塔夫茨大学工程学院Frank C. Doble工程传授、创建该质料的塔夫茨Silklab主任以及该研究的通讯作者Fiorenzo Omenetto说：“我们创建的复合质料不但在水下比如今的大多数粘合剂成效更好，并且它用更少的质料实现了这种强度。并且，因为这种质料是由提取的生物资源制成的，且化学身分是良性的--取自天然界，根本上幸免了合成步调或利用挥发性溶剂--它在制造方面也大概有上风。”

Silklab的 "胶水小组 "专注于在水生粘合剂中复制的几个要害元素。贻贝会排泄长的粘性细丝，称为byssus。这些排泄物形成聚合物，嵌入到外貌，并通过化学交联来增强粘合。这些卵白质聚合物由长链的氨基酸构成，此中包罗一种二羟基苯丙氨酸（DOPA），一种含有儿茶酚的氨基酸，可以与其他链交联。贻贝添加了另一种特别身分--铁复合物--以增强副栉的内聚力。

藤壶排泄出一种由卵白质构成的壮大的胶结物，形成聚合物，牢固在外貌上。藤壶水泥聚合物中的卵白质将其氨基酸链折叠成β片--一种人字形分列，提供了平展的外貌和大量的时机，与聚合物中的下一个卵白质或聚合物丝所附着的外貌形成壮大的氢键。

受到天然界利用的全部这些分子联合本领的开导，Omenetto的团队开始动手复制它们，并使用他们在从蚕茧中提取的丝纤维卵白的化学方面的专业知识。蚕丝纤维素与藤壶胶结卵白的很多形状和粘合特性雷同，包罗组装大型β片状外貌的本领。研究职员添加了聚多巴胺--一种多巴胺的随机聚合物，它沿长度偏向出现交联儿茶酚，很像河蚌用来交联它们的粘合丝。最终，通过用氯化铁固化粘合剂，粘附强度得到了显着的进步，这确保了整个儿茶酚的粘合，就像它们在自然贻贝粘合剂中的作用一样。

Omenetto试验室的博士后学者、该研究的第一作者Marco Lo Presti说：“丝状纤维素、聚多巴胺和铁的组合带来了雷同条理的粘合和交联，使这些藤壶和贻贝粘合剂云云壮大。我们终极得到了一种粘合剂，它乃至在显微镜下看起来像它的天然对应物。”

得到丝纤维素、聚多巴胺和铁离子固化的酸性条件的精确混淆，对付使粘合剂在水下固化和事情至关紧张，在抗击剪切力时到达2.4 MPa的强度。这比大多数现有的试验性和贸易性粘合剂要好，并且只比最强的水下粘合剂2.8 MPa略低。然而，这种粘合剂的分外上风是无毒的，由全自然质料构成，而且只必要每平方英寸1-2毫克就能实现这种粘合--这只是几滴。

“大概的宁静性、质料的守旧利用和杰出的强度相联合，评释在很多产业和海洋应用中具有潜伏的服从，乃至可以实用于面向消耗者的，如模子建筑和家庭利用，”来自巴里大学Aldo Moro的研究互助者、塔夫茨大门生物医学工程的兼职传授Gianluca Farinola说。Omenetto增补说：“我们已经将丝质纤维素作为一种生物相容性质料用于医疗用途，这一究竟正促使我们也探究这些应用。”