如果您曾尝试从海堤上拔出蛤蜊或从船底拔出藤壶，您就会明白，我们可以从大自然中学到很多关于制造高性能粘合剂的知识。塔夫茨大学的工程师注意到了这一点，并在今天的《先进科学》杂志上报道了一种受这些顽固粘附生物启发的新型胶水。他们使用从蚕中提取的纤维丝蛋白，能够复制藤壶和贻贝胶的主要特征，包括蛋白质细丝、化学交联和铁键合。结果是一种强大的无毒粘合剂，它在水下固化和工作效果与在干燥条件下一样好，并且比目前市场上大多数合成粘合剂产品更坚固。“我们开发的接头不仅在水下比目前大多数粘合剂更有效，而且它用更少的材料就能达到这种强度，”塔夫茨工程学院弗兰克·C·双工程学教授、制造该材料的塔夫茨丝绸实验室主任、这项研究的通讯作者 Fiorenzo Omenetto 说。 “而且由于这种材料是从提取的生物源制成的，这些化学物质是无害的，因为它是从自然界中提取的，而且基本上不涉及任何合成步骤或使用挥发性溶剂，它在生产上也可能具有优势。”他进一步补充道。
Silklab“胶水团队”关注了合成水生胶水的许多关键元素。贻贝会分泌出长长的粘性丝线，称为足丝。这些分泌的足丝形成聚合物，嵌入表面并通过化学交联来增强粘合力。蛋白质聚合物由长氨基酸链组成，包括二羟基苯丙氨酸 (DOPA)，这是一种含儿茶酚的氨基酸，可以与其他链交联。贻贝添加了另一种特殊成分，即铁复合物，可增强足丝的粘结力。
藤壶会分泌一种由蛋白质制成的强力胶粘剂，这种胶粘剂会形成聚合物，固定在表面上。藤壶胶粘剂聚合物中的蛋白质会将其氨基酸链折叠成β片层，这是一种锯齿状排列，可以提供平坦的表面，并有机会与后续的聚合物蛋白质或聚合物细丝所粘附的表面形成牢固的氢键。
受到大自然使用的所有这些分子键合策略的启发，Omenetto 团队准备努力复制它们。他们还利用从蚕茧中提取的丝素蛋白的化学专业知识。丝素蛋白具有藤壶水泥蛋白的许多形状和粘合特性，包括构建大面积β-折叠表面的能力。研究人员添加了聚多巴胺，这是一种多巴胺的随机聚合物，它沿着其长度呈现交联儿茶酚，就像蛤用来交联其粘合丝一样。通过用氯化铁固化粘合剂，可以显着增强粘合强度，从而确保与儿茶酚的粘合，就像天然贻贝粘合剂的情况一样。
