【文章概述】

      船用胶水和水泥是具有独特化学和机械性能的材料，具有挑战性的环境条件下的优异能力，如广泛的温度范围、盐度及水分波动引起的化学变化、潮汐、波浪等机械压力源，或水流，以及暴露于大量饥饿和机会主义的微生物。一直以来，科学家都在开发性能优异的粘合剂。在潮湿和干燥的环境中，水生生物（贻贝和藤壶）所表现出的优异的水下粘附性能。因此海洋生物粘附和锚定机制将提供的灵感推动全天然水性粘合剂的开发。

【成果简介】

      巴里奥尔多莫罗大学化学系和塔夫茨大学团队共同提供了一种仿生粘着复合材料，结合了贻贝和藤壶的粘附机制蚕丝、聚多巴胺Fe3+离子的混合物，提出了完全有机和无毒的水基配方。对比合成商业胶水和其他基于天然聚合物的粘合剂该复合材料在干、湿环境下均表现出优异的粘接性能。该材料符合奇材馆理念，后续开发值得期待!

【图文导图】

图1 a) 混合物功能成分的示意图。

b) 搭接剪切试验试样的制备程序。

c) 使用SF-PDA粘合剂和Fe3+固化工艺组装的飞机模型，作为SF-PDA胶水的概念验证。

图2a) 搭接剪切试验的示意图。

b) b1-b4) SF-PDA 混合物在干燥条件下用HCl或FeCl3固化的负载与延伸图。

b5-b8) SF-PDA 共混物的载荷与延伸图，

b7) 水下固化和搭接剪切，

 b8) 在基本环境中水下固化和搭接剪切。

c)在干燥条件（左图）和水下条件（右图）下，在不同固化剂浓度下，纯SF和SF-PDA 聚合物共混物在水、酸性和酸性Fe3+固化过程后的搭接剪切试验结果总结.

图3 a1-a4) 不同 SF-PDA 混合物的SEM 图像和相关薄膜插图。

a5) SF-PDA200×10 -3M用FeCl3 30×10 -3 M固化和搭接剪切试验后的肺泡多孔结构；

a6) 贻贝的天然髓质斑块；

a7) SF-PDA 200×10-3 M的肺泡结构；

 a8) SF-PDA200×10-3M的SEM横截面；

b-c) 未固化或用4 µL HCl 55×10-3 M或 FeCl 3 30×10-3 M对双蒸馏水固化的SF和SF-PDA薄膜的静态接触角。

图4 绘制报告失败 (MPa) 与最近报告的粘合剂在水下条件下的质量 (mg)之间的关系。报告的值是指商用（黑色三角）、合成（粉红色三角形）或天然（绿色方块）粘合剂。

【奇材馆点评】

       总之，作者以海洋生物粘附和锚定机制为灵感，使用SF和多巴胺制备全天然水性粘合剂混合物，该混合物无论是从原材料的提取过程，还是到最后的粘合剂应用，不需要合成步骤，也不需要使用任何有机溶剂，并且具有与天然和合成系统相媲美的特性，并具有水下粘合强度在某些情况下，在使用少量（1-2 mg）粘合剂的情况下，在干燥条件下的粘合性能表现很优异。该复合材料还为海洋生物采用的粘合剂策略提供了见解，未来可期！ 

【论文信息】