从自然中获得灵感：学习贻贝 开发更强大的水下粘合剂

为了开发出更加强力的水下粘合剂，研究人员正在研究模拟贻贝等贝类能够利用黏附蛋白快速且非常牢固地在水下黏附到各种表面的机制。

　　

匹兹堡大学的两名研究人员正在利用他们在水凝胶和液晶弹性体方面的专业知识，以及从大自然中获得的灵感，设计出一种更有效、更强大的粘合剂，用于粘合水下结构。

尽管现代科学已经开发出几种可以在水下工作的粘合剂，但这些粘合剂的性能很难与在干燥条件下工作的粘合剂一样好。水的滞留阻止了紧密的结合，而那些形成的结合受到氧化、压力、盐度和其他因素的压力。然而，双壳类动物不仅能够有效地附着在水下表面，而且还能承受海浪的冲击和巨大的力量，在世界各地搭便车。

META GLUE——分子工程韧性增强水下环境抓力的方案——最近从美国国防高级研究计划局(DARPA)获得了一项价值251,981美元的第一年种子奖。首席研究员是皮特斯旺森工程学院工业工程教授M. Ravi Shankar，机械工程和材料科学助理教授Qihan Liu。具体来说，Shankar和Liu正在应用这些受贻贝启发的化学物质来探索弹性、流体动力学和毛细性之间的相互作用，从而在分子水平上优化粘合剂。这两个人都专注于利用黏附蛋白呈现的化学现象，贻贝“脚”利用黏附蛋白在几分钟内粘附在物体表面。他们的项目旨在利用这些生化现象在液晶弹性体(LCE)设计与精确控制的微观结构。

“直到最近，科学界才明白这些生物粘合剂是如何起作用的。我们的方法是在高度结构化的合成系统中吸收这些功能，在那里我们设计的功能可能优于生命系统。”

“这项技术不仅对加强水下基础设施(如平台和管道)至关重要，而且还可以适用于手术或其他流体环境，”刘说。“仿生学通过帮助我们应用自然生命的化学物质，帮助改变了材料科学。”

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