Matter首刊论文：海鲜饭中的贻贝还能净化水，除漏油？
随着船只往来海上的各种“动物偷渡客”中，贻贝可谓最恶名远扬的一种，它们会牢牢粘在船上，对船体造成破坏。但贻贝也用自己这种牢固的粘合能力“将功补过”，成为工程技术界广受欢迎的明星。
中美科学家发表在Cell Press细胞出版社旗下期刊Matter 7月10日上线的首刊中的一则评论中称，贻贝足线的化学特性为工程技术创新提供了不少启迪：从清除泄漏的石油到净化处理污水，贻贝帮人们解决了很多难题。
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为了不被海中的强劲急流和汹涌巨浪冲走，贻贝长出了强度惊人的细长足丝，让自己紧紧附着在岩石上。贻贝足丝之所以拥有如此高的强度，是因为其中富含一种叫做二羟基苯丙氨酸（DOPA）的氨基酸，俗称多巴。多巴可以借助氢键、疏水作用和静电作用来实现分子运动，附着在物体表面上。
科学家们发现，在这几种相互作用的帮助下，多巴可以附着在各种固体基质上，而与多巴分子结构相似的多巴胺也拥有这种特性。研究表明多巴胺能够在各种基质上形成完整均匀的涂层，这一发现大大推动了贻贝仿生化学材料走进材料表面工程和环境科学领域，成为这些领域中强有力的新工具。
研究团队指出：“对于海洋产业来说，贻贝是一个公认的大麻烦，它们会把水下设施与装备表面占领得面目全非。但换个角度来看，贻贝牢牢附着在水下基质表面的能力为人们提供了灵感，开发出能够在水下实现超强粘合的仿生材料。”
很多颇具潜力的贻贝仿生材料研究都已经起步。中国的一个研究团队利用贻贝仿生技术研发出一种各种血型通用的红细胞，这种红细胞外部拥有贻贝仿生材料涂层，不会被人体免疫系统察觉，从而避免了不同血型血液混合引发的致命免疫反应。
此外，还有一项研究利用贻贝仿生技术成功研发出一种分离油水的高效材料，这种材料有望用于控制石油泄漏对海洋环境造成的破坏，而且研究人员认为这种贻贝仿生新材料与以往类似用途材料的区别在于，它更适合投入大规模生产。贻贝仿生学也推动了水净化技术的发展，科学家利用聚多巴胺开发出了粘附去除水中重金属、有机污染物和病原体等有害物质的净水材料。
虽然贻贝的粘附性能已得到近期很多研究的关注，但要将其用在现实中，还有很多挑战亟待克服。对于贻贝仿生材料（如聚多巴胺等）的结构-性质关系、氨基酸分子间的相互作用网络对材料粘性的影响等问题，科学家仍在不断探索中。
“尽管这些材料应用起来简单高效，但它们还是存在一些局限，”研究团队表示，“传统的多巴胺的聚合过程需要必须保证是在碱性条件下进行，所以聚多巴胺技术很难应用于那些碱性条件下不稳定的材料一定程度上限制了其应用。另外，PDA沉积过程耗时非常漫长，在大多数材料表面往往需要几十个小时才能形成完整均匀涂层。”
研究者们希望能找到成本更低、稳定性和安全性更高的聚多巴胺替代品（如多酚类）来克服这些难题。
论文主要作者
王振兴 博士
王振兴，男，1985年生，山东滨州人。现为南昌大学化学学院讲师。主要从事功能水处理膜的制备及其应用研究，包括太阳能海水淡化功能膜的设计制备及应用。迄今在Nature Communications, Progress in Materials Science , Materials Horizons , ACS Energy Letters等国际知名SCI期刊发表论文24篇（含两篇封面文章和1篇ESI高被引论文），论文总被引730余次（基于google学术数据），H指数14。
杨皓程 副教授
2012年本科毕业于浙江大学高分子科学与工程学系，同年保送至浙江大学高分子科学与工程学系攻读博士学位，专业为高分子化学与物理，并于2017年六月获得理学博士学位。2017年7月赴美国Argonne国家实验室从事博士后研究，合作导师为Seth Darling博士。2018年9月由中山大学“百人计划”引进，进入中山大学化学工程与技术学院任副教授。博士与博士后期间从事分离膜科学相关研究，截至2019年5月，在Adv. Mater., Angew. Chem. Int. Ed., ACS Nano, Adv. Funct. Mater.等杂志累积发表论文50余篇，以通讯或第一作者发表论文21篇，三篇一作论文入选ESI高被引论文，总引用1900余次（Google Scholar），H因子24。
相关论文信息
论文原文刊载于Cell Press细胞出版社旗下材料科学新刊Matter上，点击“阅读原文”或扫描下方二维码查看论文
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Matter第一期现已上线，下周一我们将在Cell Press细胞出版社官方微信公众号发布详细内容，敬请期待！
论文标题：
Mussel-Inspired Surface Engineering for Water-RemediationMaterials
论文网址：
https://www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385(19)30027-X
DOI:
https://doi.org/10.1016/j.matt.2019.05.002
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