【文献与实验汇报】2021年4月10日-组内动态-仿生智能材料研究组  
【文献与实验汇报】2021年4月10日 组内汇报
chexinpeng 2021-4-10 5114

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    Lower Critical Solution Temperature-Driven Self-Coacervation of Nonionic Polyester

    Underwater Adhesives

    DOI: 10.1021/acsnano.0c02396

       据文献报道,一种贻贝粘附蛋白MFP-3S被证明具有基于凝聚的粘附机制。目前模拟MFP-3的合成策略通常涉及相反电荷聚合物的络合作用。这种复杂的凝聚体对pH和盐的变化更敏感,因此将它们的用途限制在较窄的pH和离子强度范围内。在这项研究中,通过利用低临界溶液温度驱动凝聚的优势,创造了贻贝足部蛋白启发的、类原弹性蛋白的、生物可吸收的、非离子的自凝聚聚酯,用于在水下输送光交联粘合剂,并克服在潮湿或水下环境中粘合的挑战。
     

    此文献报道了非离子、单组分凝聚粘合剂(HyPPos),该粘合剂可以在很宽的pH(3−12)和离子强度(0−1MNaCl)范围内凝聚。HyPPos表现出较低的水下界面张力、低粘度和剪切稀释性,这使得凝聚物可以方便高效地输送和均匀地铺展在浸没在水中的表面上。为了测量宏观粘附力,对HyPPO进行了铺展、粘接、固化,并在水下条件下进行了测试,它们的粘接强度为∼100kPa。
     

    这些凝聚剂在各种应用中具有潜力,例如组织粘合剂和密封剂、用于传感器附着在湿润皮肤上的粘合剂以及可喷涂粘合剂。它们在临床上的潜在用途来自于它们对外界条件变化的增强稳定性,细胞相容性,的生物降解性,以及结合各种功能基团和交联剂的模块化性质。


    Tough, Long-Term, Water-Resistant, and Underwater Adhesion of
    Low-Molecular-Weight Supramolecular Adhesives


    DOI: 10.1021/jacs.0c00520
    现代功能性胶粘剂以其可逆的粘接性能和刺激响应性粘接行为而备受关注。然而,对于现代功能胶粘剂来说,要实现粘接行为,聚合物结构是非常必要的。来自低分子单体的超分子胶粘剂很少被认识。与聚合物粘接材料相比,超分子粘接材料在湿表面甚至水下实现强韧粘接仍然具有挑战性。
     

    本研究成功地设计并制备了一种由低分子单体组成的新型超分子胶粘剂。本文报道了一种新型超分子粘接材料。成功地实现了P1在不同表面的通用性和韧性粘接。P1的水下耐水粘接性能稳定,粘接时间长。在各种表面上实现了较强的长期粘接性能,最大粘接强度为4.174 MPa。
     

    这种超分子胶粘剂在高水分和水下环境(包括海水)中表现出坚韧和稳定的粘接性能。长期的水下粘接试验显示了低分子量胶粘剂作为船用胶粘剂的潜在应用前景。静电纺丝技术在超分子胶粘剂领域的应用是制备超分子胶粘剂涂料的一种简便、经济的方法。我们认为超分子粘合剂由低分子量聚合物组成的材料在生物可降解胶粘剂、组织修复和表面粘接等领域具有巨大的研究潜力。


    Mussel foot protein inspired tough tissue-selective underwater adhesive hydrogel

    DOI: 10.1039/d0mh01231a

    贻贝足部蛋白(MFP)对水下底物有很强的粘附性,使贻贝紧紧地附着在珊瑚礁上以抵御海流。因此,基于MFP的组织粘合剂已经引起了广泛的研究兴趣,但水下生物组织的粘接仍然是一个巨大的挑战。本文献报道了一种由聚(丙烯酸-邻苯二酚)和壳聚糖(CS)组成的坚韧可逆的湿式组织选择性粘附性水凝胶.它提供带负电荷的-COO-、带正电荷的-NH3+、邻苯二酚基团和疏水烷基链,类似于MFP中的氨基酸、邻苯二酚和疏水单元。由于共价/静电吸引/p-p/阳离子-p/氢键,再加上邻苯二酚衍生物的长疏水烷链的疏水相互作用,该水凝胶具有较高的内聚强度和韧性,即拉伸应力、断裂应变和断裂韧性分别为0.57 MPa、2510%和6620Jm-2作为一种组织粘合剂,它与猪皮肤表面的粘附力非常强,其粘合强度几乎相当于水凝胶的撕裂强度。


    该水凝胶对血湿猪皮的180度剥离黏附能为B1010Jm-2,能与猪小肠紧密、无缝地黏附,爆裂压力高达520 mmHg。在pH=8.0的水溶液存在下,该水凝胶可以很容易地从猪皮肤表面脱胶,其粘附性至少在20个循环中是可逆的。推测粘附性邻苯二酚基团、CS的带正电荷的NH3+基团在湿皮肤表面的置换作用、邻苯二酚衍生物疏水基团的拒水能力、邻苯二酚基团被氧化成较少粘附性醌基团的保护作用以及机械增韧水凝胶的能量耗散能力共同作用,使得湿组织具有较强的粘附性和可重复性的粘附性。这可能是由于粘附性邻苯二酚基团、CS的带正电荷的NH3+基团在湿皮肤表面的置换以及邻苯二酚衍生物疏水单元的拒水能力共同作用的结果。

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