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受藤壶启发 科研团队开发“水中黏合剂”

发布日期:2026-04-17  来源:中国科学报  作者:朱汉斌  浏览次数:12
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核心提示:受海洋生物藤壶启发,华南理工大学教授边黎明团队与合作者研发出一类具有超强水下黏附性能的新型液-液相分离凝聚体材料,为水下密封与组织修复等提供了全新解决方案。相关成果近日发表于《自然-化学》。藤壶通过分泌蛋白质形成液-液相分离的凝聚体,实现水下高强度黏附。受此原理启发,团队设计了一种端基功能化的聚丙二醇(PPG)聚合物。该材料在水中可自发形成结构稳定的非复合凝聚体,具备三大技术优势。一是超铺展特性。在水下具有极低的界面张力,能够在玻璃、塑料、金属乃至超疏水的聚四氟乙烯等多种基底上迅速铺展,如同“液体装甲”般

受海洋生物藤壶启发,华南理工大学教授边黎明团队与合作者研发出一类具有超强水下黏附性能的新型液-液相分离凝聚体材料,为水下密封与组织修复等提供了全新解决方案。相关成果近日发表于《自然-化学》。

藤壶通过分泌蛋白质形成液-液相分离的凝聚体,实现水下高强度黏附。受此原理启发,团队设计了一种端基功能化的聚丙二醇(PPG)聚合物。该材料在水中可自发形成结构稳定的非复合凝聚体,具备三大技术优势。一是超铺展特性。在水下具有极低的界面张力,能够在玻璃、塑料、金属乃至超疏水的聚四氟乙烯等多种基底上迅速铺展,如同“液体装甲”般主动排开界面水层,实现与基底的紧密接触。二是超渗透能力。无需稀释即可渗透进入水凝胶、聚氨酯海绵等多孔水合基底,以及有机凝胶、猪皮组织等含脂质基底的内部,形成机械互锁的缠结界面,从根源上增强黏附强度。三是强抗稀释效应。在不同pH值、高盐度等水下复杂环境中保持高度稳定,不易被水稀释;同时能高效富集并浓缩装载其中的亲水性固化剂,通过快速原位光固化形成具有强大内聚力的黏合层。

基于上述特性构建的凝聚体基黏合剂,在多种基底上均展现出具有领先水平的水下黏附性能。实验数据显示,该黏合剂对猪皮的黏附强度高达479千帕,并能承受436千帕的爆破压力,优于当前已报道的多种代表性水下密封剂。该黏合剂还能在pH值为1至13的极端酸碱环境及人工海水中保持长期稳定黏附。

凭借出色的组织黏附性与生物相容性,该材料在生物医学领域展现出巨大应用潜力。体外实验中,研究团队成功利用该黏合剂实现了对猪肠和心脏组织穿孔的快速密封;动物实验中,实现了对大鼠胃穿孔的有效修复,显著促进了创口愈合。

(相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41557-026-02087-9)

责任编辑:郭晓珺

 
 
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