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通过观察蜘蛛,科学家研究出更具粘性的胶粘剂

http://www.momo35.com   来源:DeepTech深科技  日期:2018/05/30

胶粘剂和目标粘合表面之间的界面水层,滑溜溜且没有粘性,会导致粘合失败。大多数胶粘剂制造商都面临着这样的挑战,并且截至目前尚未得到解决。

美国阿克伦大学聚合物领域的科学家 Saranshu Singla 带领的团队在《自然通信》(Nature Communications)杂志上发表文章,从分子水平上洞察蜘蛛如何在潮湿的环境中制造胶水,并揭示了它是如何克服最大的障碍——在潮湿的水中胶水与目标表面之间的粘合问题。

图丨优秀的胶水制造者——金蛛

很多种蜘蛛都是生活在潮湿的环境中,而其中几乎所有的东西都是处于长期湿润的状态。但是呢,蜘蛛们却可以成功地制造胶水并牢牢地粘在任何东西上。

Singla 团队指出,蜘蛛们成功的关键在于解决了界面水层的问题。另外,他们还指出,生活在干燥环境中的蜘蛛制造的胶水在潮湿环境中仍然可以很好地发挥性能,而且如果失败的话也只是因为应力问题导致其破裂,而不是湿润导致的滑脱。

科学家们将金蛛制造的胶水放置于蓝宝石上,利用界面敏感和红外光谱对其进行了研究。

研究发现金蛛制造的胶水包括三种组分——两种特殊的糖蛋白以及低分子量有机/无机复合物(LMMCs)。其中一种糖蛋白含有很多带电氨基酸,而另一种糖蛋白的结构则类似于蜘蛛丝,使得胶水极具弹性。LMMCs 是混合体,其作用是与外部水结合,并使得胶水柔软有粘性。

Singla 团队认为是指上述三种组分的综合作用带来了金蛛制造胶水的粘合特性。只是,不同品种所制造的胶水中三种组分比例不同,以获得最优化的粘合强度,进而匹配不同栖息地的湿度。

该项研究的最主要发现就是金蛛制造的胶水通过吸收来解决界面水的问题,这可能为制造更好性能的商业胶粘剂提供线索。

Singla 团队表示“吸水复合物的概念为耐水性的合成胶粘剂提供了一种新颖的设计思路。

 
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