日本東京大學大學院工學系研究科的科研團隊基于貽貝粘附機制的仿生學研究，成功研制出在水下粘合強度超10MPa的水下粘合劑。該研究成果于近期發表在《Nature Communications》，題為：“Ultrastrong underwater adhesion on diverse substrates using noncanonical phenolic groups”。

貽貝足絲中含有的粘性蛋白使其在海浪的沖刷下仍可以牢牢地粘附在海岸的礁石上。前期研究表明，貽貝足絲的粘性蛋白中含有大量的3,4-二羥基苯丙氨酸（DOPA，多巴），DOPA在苯環上帶有兩個羥基。基于此，前期美國的科研人員通過在聚苯乙烯骨鏈上引入2個羥基，制備出了粘合強度達3MPa的水下粘合劑。

本研究中，研究團隊成功研制出了引入更多羥基且粘合強度超過10MPa的水下粘合劑。從分子動力學模擬結果來看，酚羥基數量增多有助于提升物體表面的粘性，但會使高分子鏈具有親水性，降低粘合劑在水中的粘合強度。因此在材料設計階段，科研人員需要在不損害粘合劑疏水性的同時，盡可能多地引入酚羥基。科研人員研究合成了在一個苯乙烯單體單元上帶有4個及5個酚羥基的單體，并將其和疏水性單體進行聚合，成功研制出了引入4個及5個羥基的粘合劑，在提升粘性的同時，又兼顧了粘合劑的疏水性。

該粘合劑在濕潤環境中也具有高粘合強度，有望用作手術粘合劑應用于臨床等領域。

原文鏈接：

https://www.jst.go.jp/pr/announce/20220413/index.html

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