2021年6月4
如果你曾经试图芯片贻贝了海堤或藤壶船的底部,你会明白,我们可以学到很多从大自然如何使强大的粘合剂。塔夫斯大学的工程师们注意到,今天报告一种新型胶受那些顽固地附着甲壳类杂志先进的科学欧洲杯线上买球。
从纤维从桑蚕丝蛋白收获,他们能够复制藤壶、贻贝粘合的关键特性,包括蛋白质纤维,化学交联、铁键。结果是一个强大的无毒胶集和方法以及水下在干旱条件下,比现在市面上大多数合成胶产品。
“我们创建的组合作品不仅水下比如今大多数可用的粘合剂,它达到强度小得多的数量的材料,”(托说,弗兰克·c·多布塔夫茨大学工程学院的工程学教授,主任塔夫茨Silklab创建材料,以及该研究的通讯作者。”,因为材料是由生物来源、提取和化学反应都是良性的,很大程度上来自自然和避免合成步骤或挥发性溶剂的使用,它可以有优势的制造业。”
的Silklab“胶人员”集中在几个关键元素复制在水生粘合剂。贻贝分泌长粘丝足丝。这些分泌物形成聚合物,嵌入到表面,化学交联加强债券。蛋白质聚合物是由长链的氨基酸,包括一个,左旋多巴(二羟基苯丙氨酸),catechol-bearing氨基酸,可以与其他交联链。贻贝添加另一种特殊成分——铁复合物——加强足丝的内聚强度。
藤壶分泌强水泥制成的蛋白质锚在表面形成聚合物。藤壶水泥聚合物的蛋白质氨基酸链折叠成β表——一个曲折的安排,提出了平面和很多机会形成强氢键中的下一个蛋白质聚合物,或表面的聚合物长丝是附加的。
受到所有这些分子的成键性质使用的技巧,托的团队开始工作复制他们,利用他们的专业知识与蚕丝蛋白的化学蛋白质提取的茧的蚕。蚕丝蛋白股票的许多形状和藤壶的成键特征水泥蛋白质,包括组装大型β片表面的能力。研究者补充说polydopamine——一个随机的多巴胺聚合物提出了交联儿茶酚沿着它的长度,就像蚌类使用交联键细丝。最后,粘附强度显著增强通过与氯化铁固化的胶粘剂,在儿茶酚保护债券,就像他们在自然贻贝粘合剂。
“蚕丝蛋白的结合,polydopamine和铁汇集了成键的相同层次结构和交联使这些藤壶、贻贝粘合剂如此强劲,”马可Lo表示,博士后学者托的实验室和研究的第一作者。“我们结束了一个胶,即使看起来像它的自然对应在显微镜下。”
polydopamine,得到正确的丝蛋白的混合和固化与铁离子的酸性条件是使胶的关键设置和在水下工作,达到2.4 MPa的优势(帕斯卡;当约350磅/平方英寸)抵抗剪切力。比大多数现有的实验和商业粘合剂、和仅略低于最强的水下胶粘剂在2.8 MPa。然而,这种胶的优势是无毒,由纯天然材料,只需要1 - 2毫克每平方英寸达到债券——这只是几滴。欧洲杯足球竞彩
“可能的结合安全、保守的使用材料,和优越的强度表明许多工业和海洋应用的潜在效用,甚至可以适用于面向消费者的模型建立和家庭等使用,“蒋禄卡Farinola教授说,在大学的研究合作者巴里莫罗,和塔夫茨大学生物医学工程副教授。“事实上,我们已经丝素蛋白作为一种生物相容性材料用于医疗用途带领我们探索这些应用程序,”托补充说。
来源:https://www.tufts.edu/