普渡大学的新型生物基胶水形成的粘合力在水中会变得更强

普渡大学采用完全可持续的生物基成分开发出正在申请专利的粘合剂配方，其粘合力在水下或暴露于潮湿条件下时会变得更强。

普渡大学化学系实践副教授 古德伦·施密特(Gudrun Schmidt)和一组研究人员利用玉米醇溶蛋白(一种在玉米中发现的蛋白质)和单宁酸开发了这种配方。关于该团队研究的论文发表在同行评审期刊 ACS Applied Materials & Interfaces上。

该粘合剂配方可以进一步开发并用于珊瑚礁的修复，并可应用于建筑、制造、生物医学、牙科、食品和化妆品行业。

水中更强

施密特和她的同事使用不同的表面和不同的水，包括海水、盐溶液、自来水和去离子水，对其配方进行了水下粘合剂实验。

“有趣的是，水的类型对性能影响不大，但基材类型却有很大影响，”施密特说。“另一个意想不到的结果是，当暴露在水中时，粘合强度会随着时间的推移而增加，这与使用传统石油基胶水的一般实验相矛盾。与台式粘合相比，水下的初始粘合力更强，这表明水有助于使胶水粘在水下。”

当放置在水下时，粘合剂表面会形成保护层，防止水立即进入材料的其余部分。

“但一旦皮肤就位，它可能会被破坏，从而导致更快的粘合形成，”施密特说。

实验还表明，在 30 摄氏度左右时，粘合力最大，然后在更高的温度下粘合力又进一步增强。

施密特说，制造粘合剂配方的过程很短。

施密特说：“我们可以使用廉价、可持续来源的植物性材料在数小时内制造出数加仑的胶水。” “这种粘合剂的制造方法非常简单，无论是在实验室还是在户外，在地球上的任何地方都可以使用。”

对无毒制剂的需求

施密特说，其他研究人员正在配制粘合剂，模仿贻贝、藤壶、牡蛎和沙堡蠕虫使用的胶水，以粘附在海底和其他潮湿的表面上。然而，那些性能最好的配方是完全合成的。

“使用刺激性化学品进行冗长的合成可能会阻碍它们未来的发展，”施密特说。“人们对无毒、可持续来源的材料和对环境影响最小的需求越来越大。因此，一些团体已转向使用生物启发或生物基化学来开发新的和改造旧的粘合剂系统。”

对无毒材料的需求不断增加，催生了用于生物医学应用的粘合剂。所得胶水具有与软组织类似的特性。施密特表示，生物基粘合剂还有进一步的应用。

“一旦体内和生物医学领域被抛在后面，就会出现大量其他应用，需要金属、塑料、木材和无机基材，这些基材需要粘合剂在有水的情况下发挥作用，”施密特说。“食品、口腔和化妆品应用在原材料纯度方面的限制较少。食品级聚合物通常可用于制造湿粘合剂。我们还致力于牙科应用，试图在这个潮湿且充满挑战的环境中建立粘合。”

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