2021年6月3日
现在别看,你被包围了。真正地在手臂够得着的范围内——可能甚至接触到你——都是麻烦的、粘性的、甚至可能有毒的物质。
对地球有害,永久性的,甚至可能对你的健康有害。它们存在于你的鞋子里、你的手机里、你的笔记本电脑里、信封里、书本上、你坐的椅子上、你脚下的地板上,以及你的房子、办公室和日常世界里无数的其他物体中。
他们是粘合剂。对日常生活至关重要,几乎不引人注意,但也存在严重问题。它们可能是有毒的,通常是永久性的。普渡大学(Purdue University)的化学家正在研究贝类,以开发新的、更安全、更可持续的粘合剂,用于绷带、医疗应用、服装、家居用品、电子产品等。
几千年来,人类一直试图将事物与其他事物联系起来。但是贝类已经做了很久了。他们在这方面比人类好得多。这就是为什么普渡大学的化学家们想知道:为什么我们不使用他们正在使用的任何东西——任何试图从岩石上解开藤壶的人都知道这几乎是不可能的。
普渡大学化学和材料工程教授乔纳森·威尔克(Jonathan Wilker)和他的实验室希望从中吸取教训,并在此基础上再接再厉。欧洲杯足球竞彩
贝类和盐水:水下的粘附作用
“我们从研究制造粘合剂的动物开始,”Wilker说。“我们仍在努力了解贻贝和牡蛎等动物的基本原理,以及化学和工程学是如何协同工作的。我们甚至看到他们周围的环境和他们所坚持的表面是如何影响他们的行为的。”
像藤壶、贻贝和牡蛎这样的生物生活在不断受到海浪和风的冲击和潜在捕食者的窥探的地方。它们的生存依赖于能够依附在岩石和附近的贝类上。
缝线、螺钉和订书钉都被广泛用于闭合伤口、固定组织和固定骨骼,但它们都具有非常大的损伤性和极度疼痛。如果医生们有一种化学粘合剂,他们可以用它来代替,愈合就会增加,附带的损害就会减少。然而,对于粘合剂而言,车身是一个具有挑战性的环境:潮湿且不断运动。很像大海。
威尔克实验室的科学家包括两名博士后研究人员、五名研究生、四名本科生研究人员和1000名贝类科学家,他们研究贝类如何制造材料,粘合剂的哪些成分在粘合中发挥积极作用,并测试新的合成和仿生胶水,以确定其功效,可行性和性能。他们正基于这一认识开发水下使用的粘合剂,这种粘合剂更坚固、更可持续,由食品制成,需要时可以不粘。欧洲杯足球竞彩
“我们正在生产具有新功能的粘合剂”Wilker说。“我们可以添加新的化学基团来实现各种性能,比如湿粘接、橡胶一样的柔韧性或粘接后脱粘的能力。我们的一个系统甚至可以比动物在水下制造的更强大。在这种情况下,我们使用的化学灵感来自贝类,但总的来说,我们的系统是动物生产的简化。”
新型胶的喷胶:使胶粘剂无毒、可逆
五金店胶水通道里的每一种产品都有缺点。许多是有毒的。刨花板、强化地板和硬木胶合板都是用含有甲醛的树脂粘在一起的,这种树脂可能致癌。此外,许多粘合剂是永久性的。当产品寿命结束时,没有办法溶解键,这通常会阻止组件被回收。
“几乎所有普通胶水都是石油基的,不可降解,”威尔克说。"当你的笔记本电脑、手机、鞋子或家具不再需要时,它们中的大多数会直接进入垃圾填埋场。甚至像纸板这样的材料也常常因为粘合剂而无法回收。”欧洲杯足球竞彩
许多胶水几乎是永久性的,一个因素很多人发现当试图删除的黏性贴纸或价格从产品——或者,更不幸的是,从一个孩子坐在车窗。粘性能够逆转,将会给人类更多的控制他们的环境。
增加粘合剂的可持续性和功能性可以在很多方面改善人类生活:通过减少接触有害化学物质,通过使愈合过程更舒适,通过使产品更可持续和更可回收,以保护资源和地球。威尔克的实验室正致力于从生物基甚至食物基化合物中制造胶水。
黏附是一个发展迅速、潜力巨大的领域。威尔克是这一领域公认的专家,这要归功于他在海洋中偶然发现的一条好奇线索。
“我们实验室的核心理念来自于在水下度过的时光。”Wilker说。“当时我正在潜水,看到贝类粘在岩石上,心想,‘我想知道这是怎么回事?’”当我回到实验室时,我惊讶地发现还有什么未知的东西。如果我们能把一切都弄清楚的话,我们有很多令人兴奋的可能性和应用。”
作为科学学院的化学教授和材料工程教授,Wilker在他的努力中连接了科学和工程的世界,在自然世界中探索欧洲杯线上买球粘连问题的创新解决方案。欧洲杯足球竞彩海军研究办公室和国家科学基金会为他的研究提供资金。欧洲杯线上买球
威尔克曾与普渡研究基金会技术商业化办公室合作,向美国专利和商标局申请他的粘合剂的专利。他开始通过商业风险投资将其商业化,包括初创公司Mussel Polymers Inc.。
资料来源:https://www.purdue.edu/