密歇根理工大学研发“水下智能胶“ 粘合剂领域新突破
普通胶粘剂只能用于干燥条件下的粘接，如果处于水下或潮湿状态，则无法湿润甚至不能粘接。而水中胶粘剂则可在潮湿界面和水下环境进行粘接。在美国海军研究办公室(ONR)的支持下，一位研究人员从自然界的生物中受到了启发，开发出了一种在湿润时仍能保持粘性的粘合剂。
密歇根理工大学生物医学工程助理教授布鲁斯·李(Bruce Lee)博士，使用贻贝生产的蛋白质制造出了一种可逆的合成粘合剂，它不仅可以在水下仍然保持牢固粘结，而且可以用电流实现粘合的控制。
“水下智能胶“ 诞生 粘合剂领域获科研新突破
美国海军研究办公室生物材料和生物技术项目经理劳拉·基恩克(Laura Kienker)博士说，“仿生合成粘合剂(模拟自然过程的合成方法)一直是开发湿粘附材料的重要手段。李博士研究的独特之处在于，他开发的这种仿生湿粘合剂，可以响应于所施加的电流，能够快速而且反复地实现与各种表面的结合与分离。对于海军与海军陆战队来说，这种材料具有非常广泛的非医疗和医疗用途。”
和藤壶类似，贻贝会附着在岩石，码头或者船体上，这是一种十分常见的自然现象，称为生物淤积。贻贝会分泌一种天然液态的强力胶，结合其极具弹性的纤维，即足丝，可以在盐水和淡水环境中表现出相近的粘合能力，同时贻贝还可以轻易地粘附在坚硬或者柔软表面，并且强大的粘附力足够承受最恶劣的海洋条件。
贻贝超强的粘附能力的秘密来自简称为二羟基苯丙氨酸(dihydroxyphenylalanine，简称DOPA)的氨基酸。DOPA是将强力胶和足丝紧固到某一位置的关键所在。而从化学结构上看，DOPA则是多巴胺的近亲，这是一种帮助控制人类大脑快感和奖励机制的神经递质。DOPA还使得贻贝分泌物具有内聚性和外粘性 - 意味着它们可以粘附到其自身和其他表面。
李博士和他的研究团队将DOPA与聚合物，如聚酯和橡胶等进行混合，制备出了在湿润时保仍具有粘合能力的合成胶。实验室测试表明，这种材料可以附着到各种表面，包括金属，塑料，甚至肉和骨头。
“这种合成粘合剂的一个非常有价值的特点在于，它十分多样化，”李博士说。“我们可以根据需要改变化学成分，使其具有刚性或柔性，同时仍保持其整体强度和耐用性。”
李博士和他的团队现在正试图弄清楚如何使用电流创建一个化学“开关”，通过瞬间改变DOPA分子，实现随意控制粘合剂的粘性或者分离。到目前为止，他们已经能够通过调节粘合剂的pH平衡来实现这一点，但是他们现在仍然在努力实现电刺激的控制。
“这项工作的新颖之处在于，到目前为止尚未有可用的水下智能粘合剂”李博士说。“我们向粘合剂中添加的化学物质，使其可逆地发生粘合和脱粘，这一点是相当新颖的。”
李博士设想这种“智能胶”将拥有多种用途。它可以将水下传感器和装置绑定到船舶和潜艇的船体，或帮助无人驾驶的船舶在岩石海岸线或在偏远地区停靠。
这种可以随意粘合和脱落的粘合剂还可能具有潜在的医学应用。它可以用做新型绷带，比如当人出汗或变湿时，它仍然能够保持附着，并在移除敷料时，能够减少人们的痛楚。将来某一天，智能胶甚至可能可以用来连接假肢和生物测定传感器，或缝合外科伤口。
由于李博士在粘合剂领域做出的突出贡献，他被授予为海军研究院青年研究员项目2016年获奖者。这是一项在业内十分有分量的奖项，该奖项授予那些具有杰出研究潜力，并且做出了有助于提升海军实力的创新和尖端研究的科学家和工程师们。
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