普渡大学开发的待申请专利的胶水配方采用完全可持续的基于生物的成分，能够在水下或潮湿环境中形成更加坚固的粘合。

普渡大学化学系的实践副教授Gudrun Schmidt和一组研究人员利用玉米中的一种蛋白质——玉米蛋白质和单宁酸开发了这种配方。该团队的研究成果发表在《ACS Applied Materials & Interfaces》杂志上。

这种胶水配方可以进一步开发，并在珊瑚礁修复以及建筑、制造、生物医学、牙科、食品和化妆品行业等领域应用。

在水中更加坚固

Schmidt和她的同事们对他们的配方进行了水下粘合实验，使用了不同的表面和不同的水，包括海水、盐水、自来水和去离子水。

"有趣的是，水的类型对性能影响不大，但基底的类型影响很大，"Schmidt说。"另一个意外的结果是，当暴露在水中时，粘合强度随时间增加，与使用传统的石油基胶水进行的一般实验相矛盾。水下的初始粘附比台面上的粘附更强，这表明水有助于胶水在水下粘附。"

当胶水放置在水下时，表面形成了一层保护性的皮肤，防止水分立即进入材料的其他部分。

"但是一旦形成了这层皮肤，可以打破它以加速粘合的形成，"Schmidt说。

实验还表明，在大约30摄氏度时，粘合达到最大值，然后在较高温度下再次增加。

Schmidt说，制作这种胶水配方的过程很简短。

"我们可以使用廉价、可持续的植物源材料在几小时内制造出大量的胶水，"Schmidt说。"这种胶水在实验室或户外制作非常简单，适用于地球上的任何地方。"

对无毒配方的需求

Schmidt说，其他研究人员正在开发模仿贻贝、藤壶、牡蛎和沙堡蠕虫用于附着在海底和其他湿润表面的胶水。然而，那些表现最好的配方完全是合成的。

"使用严苛化学品进行冗长的合成可能会阻碍它们未来的发展，"Schmidt说。"无毒性、可持续来源的材料和对环境的最小影响越来越受到需求的推动。因此，一些团队已经开始开发新的或重新制造旧的胶粘系统，采用生物启发或基于生物的化学方法。"

对无毒材料的需求增加导致了生物医学应用的胶水的开发。所得到的胶水具有类似软组织的特性。Schmidt说，基于生物的胶水还有其他应用。

"一旦离开体内和生物医学领域，还有整个世界上需要在水的存在下使用胶水的金属、塑料、木材和无机基底的其他应用，"Schmidt说。"在食品、口腔和化妆品应用方面，对起始材料纯度的要求较低。食品级聚合物通常可以用于制造湿胶粘剂。我们还在研究牙科应用，试图在这个湿润且具有挑战性的环境中形成粘合。"

珊瑚礁修复

Schmidt说，待申请的普渡大学开发的胶水配方的另一个特别有趣的应用是珊瑚礁修复。

"全球范围内有几个主要的努力，种植年轻的珊瑚以取代已经死亡的结构，"Schmidt说。"这些努力的一个主要障碍是缺乏适用于这种应用的合适水下胶水。"

Schmidt和她的研究团队正在与珊瑚恢复基金会合作，发送各种配方进行测试。

"我们最近去了佛罗里达群岛，在一桶桶海水中测试了几种配方，"Schmidt说。"看到我们的工作走出研究实验室，进入真正的湿润世界，感觉很棒。"

珊瑚恢复基金会不断寻找最高效和最有效的方法将珊瑚移植到礁区，珊瑚恢复项目经理Phanor H. Montoya-Maya说。

"拥有不同的选择意味着可以用积极的结果将不同的物种和栖息地移植出去，"Montoya-Maya说。"这样的科学合作使我们能够在主流修复之前测试和改进方法。现场初步结果非常令人鼓舞，我们将继续向普渡研究人员提供反馈，以确保最终产品在多个修复目标上始终成功。"

本文译自 phys.org，由 BALI 编辑发布。

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