粘住猪皮、修复心脏！中国科学家攻克水下高强度粘附难题

粘住猪皮、修复心脏！中国科学家攻克水下高强度粘附难题

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来源：中国新闻网

中新网广州4月18日电 (记者 许青青) 据华南理工大学18日介绍，该校生物医学科学与工程学院边黎明教授团队的一项突破性研究，为长期困扰材料科学界的难题——水下高强度粘附——提供了全新的解题思路。这项研究的灵感，竟然来自海洋中一种常见的生物：藤壶。

水下或潮湿环境下的牢固粘附，听起来简单，实则是个“老大难”问题。传统粘合剂一遇到水就“失灵”，要么被水层阻隔，要么自身被水溶胀，性能大打折扣。尤其是在含水量极高的生物组织表面，比如水凝胶或脂质组织，想实现稳定粘附更是难上加难。那么，出路在哪里？

研究团队把目光投向了海洋。藤壶这种生物，能够牢牢附着在船底、礁石等潮湿表面，其秘密在于它分泌的蛋白质能形成一种特殊的“液-液相分离凝聚体”。正是这种独特的结构，赋予了它超凡的水下粘附能力。受此自然智慧启发，团队设计合成了一种端基功能化的聚丙二醇聚合物。

这种材料的妙处在于，它在水中能自发形成结构极其稳定的非复合凝聚体，并且集三大核心技术优势于一身：超铺展、超渗透，还有强抗稀释。简单来说，它能快速在湿润表面铺开、渗透进去，并且不怕被水冲淡。基于这些特性开发出的粘合剂，表现堪称惊艳。

实验数据给出了最有力的证明：这种粘合剂对猪皮的粘附强度高达479千帕，还能承受436千帕的爆破压力。这个数值是什么概念？它已经领先于目前公开报道的多种代表性水下密封剂。更难得的是，它的稳定性超乎想象，无论是在pH值1到13的极端酸碱环境里，还是在模拟海水条件下，都能保持长期稳定的粘附力。

性能如此强悍，其应用前景自然备受瞩目，尤其是在生物医学领域。凭借出色的组织粘附性和生物相容性，它在组织修复方面展示出巨大潜力。体外实验中，研究团队成功用它快速密封了猪肠和心脏组织的穿孔；在动物活体实验中，它有效修复了大鼠的胃穿孔，并显著促进了创口愈合。这为未来开发新型外科手术密封材料，打开了一扇充满希望的大门。

这项研究的意义，远不止于发明了一种新型粘合剂。它更为设计下一代高性能水下粘合材料，提供了一条全新的、源自自然的仿生策略。这也充分展现了前沿交叉学科面向国家重大需求、解决关键科学问题的创新活力。

据悉，这项重磅研究成果已于3月30日发表于国际顶级学术期刊《自然·化学》。华南理工大学是该成果的第一署名单位。论文第一作者为该校生物医学科学与工程学院博士后易波博士（现为香港科学园博士后研究员）和中山大学附属第一医院李昊博士；论文通讯作者为华南理工大学生物医学科学与工程学院的边黎明教授、赵鹏超教授和张琨雨教授。