南方大贻贝（小贻贝）

漫步于海岸边，我们经常发现礁石上附着着一片片青黑色的“贝壳”，走过去细细看，有的密密地紧排在一起，有的孤零零，有的甚至已经死亡，但它们都紧紧与礁石“黏”在一起，不管是风吹日晒，还是潮起潮落，都与礁石“不离不弃”。

我们接着来聊这些青黑色的“贝壳”，其实它们的学名叫做“贻贝”，是一种常见的海生双壳类软体动物，在我国主要分布于黄海、渤海沿岸。贻贝是一种营养极为丰富的大众海鲜，深受沿海人民的喜爱，比如酒蒸贻贝、干锅贻贝、洋葱炒贻贝、蒜蓉贻贝……总之就是蒸、炸、炖、煮，都很好吃！

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好吃归好吃，但是对于渔民来说，它们就没那么受欢迎了，因为它们老附着于船底，造成航行阻力增大，油耗升高；它们还喜欢附着于养殖网箱表面，造成水交换效率下降，水质变差。贻贝的附着能力如此之强，引来了科学家的关注。经过研究，科学家们发现，赋予贻贝在海水中强力的附着效果的是它足丝端部腺体分泌的富含多巴结构的黏附性蛋白。

图1. 海岸礁石上的贻贝和它的足丝（图片来源于网络）。

在日常生活中，我们会常常遇到水管漏水、鱼缸破裂这些小烦恼，生活中大部分胶水在水中都粘不好。这都是因为水分子在里面捣鬼，这些水分子往往会作为“隔绝介质”，让胶水不能与粘结材料充分接触，从而丧失了粘接性能。

受贻贝足丝高水下黏附性能的启发，国内外科研人员设计制备出了各式各样的能在水里使用的“胶水”。不仅如此，科研人员们还希望能制备出能调节粘接强度的“胶水”，当需要它能够高效率粘接时，能够具有较强的黏附强度；不需要它粘接时，能够较容易从表面脱离。

近期，中国科学院兰州化学物理研究所周峰研究员与香港城市大学王钻开教授，就设计制备了这样一种仿生水下“胶水”。这种“胶水”不仅在水下具有较强的黏附性，更重要的是它在水下的黏附强度可以通过控制界面温度进行可逆调节。通过控制“胶水”表面的水化与去水化，在表面形成或破坏“水隔离层”实现水下黏附强度“有”与“无”之间的控制。

而测试也表明，在较高温度下这种“胶水”在表面具有较高的水性黏附强度，而在室温环境下几乎没有黏附。而且，这种高黏附-低黏附强度转变可以可逆调节很多次，几乎不损失其水下黏附强度。将此材料涂覆于固体表面，通过控制表面温度可以实现对物体的选择性拾取。

图2. 水下仿生可逆黏附“胶水”作用原理。（橙色六边形代表“类多巴”黏性分子，绿色链条代表“胶水”中响应性聚合物分子，长得跟米奇头似的是水分子。当25℃时，响应性聚合物链与水分子结合而溶胀并将黏性官能团覆盖，使得“胶水”丧失黏性，而当温度升至40℃时，响应性聚合物链与水分子脱离而收缩，部分粘性官能团再次暴露而使得“胶水”黏性恢复。）

图3. 水下仿生可逆黏附“胶水”选择性拾取物体。(将“胶水”涂在上悬臂表面，通过控制上悬臂温度实现对水下物体选择性粘附。从图中可以看到，25℃时，胶水粘接性低，而当温度上升到40℃时，胶水就可以将两个物体粘起来了。)

除此之外，这种“胶水”还不受基底材料的限制，在各类材料表面均具有水下黏附强度可逆调控性能。通过增加表面粗糙度，还可以提升该材料的黏附强度。通过调节温敏高分子组成改变“胶水”的最低相转变温度，可以实现黏附强度温度转变点的调节。以上研究成果以 Bio-inspired reversible underwater adhesive为题发表在Nature 子刊Nat. Commun. 上。

该材料有望应用于水下智能机器、生物医药等领域。

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