水凝胶与我们的软组织非常相似，主要是因为它们与我们人体组织具有相似的结构和物理化学性质，而且它们的含水量也相似（人体肌肉组织的含水量高达72-80%）。更重要的是，它们大多数都是无毒的。这些优点激发了大批科研人员将其应用于人体以替代、修复和保护受损人体组织的兴趣和热情。其实这样的产品已经出现在我们的现实生活中，比如我们日常使用的退烧贴，它就是一种水凝胶，利用水的蒸发来达到降温的效果。但当皮肤表面有水（出汗）时，退烧贴就会变得很滑，不能很好地贴合皮肤表面。这主要是因为大多数水凝胶是亲水材料。当遇到水时，聚合物网络会膨胀并与水结合。这时，水会阻碍凝胶与皮肤的接触，导致凝胶难以粘附在皮肤上。
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是否可以与水凝胶实现强粘附？科学研究人员逐渐将注意力转向海洋，因为海洋中存在大量的生物，它们很容易粘附在任何浸入海中的物体上，例如船舶、渔网、管道、浮标等。如果我们知道海洋生物在水下如何粘附，这可能会解决水凝胶粘附的问题。研究人员发现，这些海洋生物（例如贻贝）的粘附取决于一种名为3,4-二羟基苯丙氨酸（DOPA）的物质。这种含儿茶酚的物质具有优异的湿粘合性能，可以对多种其他材料实现强力粘合。然而，将贻贝的粘附功能转移到高渗透性凝胶材料上而不影响凝胶的其他性能并不容易。
图1. 贻贝粘附。 （左）贻贝（a）贻贝足丝图，（b）不同种类贻贝的足丝蛋白分布图。
近日，中国科学院兰州化学物理研究所周峰研究员团队利用空间位阻效应阻碍锚定层中金属离子（Fe3+）和单宁酸的渗透。以此为基础，将含儿茶酚的粘合剂P（MEA-co-DMA）（聚多巴胺甲基丙烯酰胺-丙烯酸甲氧基乙酯）牢固锚定在PVA（聚乙烯醇）水凝胶表面，最终实现了可在水下粘附的“便利贴”水凝胶。笔记”。
图2 粘合性水凝胶的制备工艺及机理
更重要的是，该方法可以实现凝胶一侧的修饰。所得水凝胶“便利贴”的两侧具有完全不同的特性。一面“水嫩”的同时，另一面也能牢牢地贴着。附着在不同基材的表面上。如果用Cu2+替代用于锚定的金属离子（Fe3+），该材料还可以表现出透明性、抗油污、抗生物污损性能，在水下仪器、海底观察镜、潜水镜等方面有一定的应用。应用潜力。
图3. 水下自清洁“便利贴”
上述工作得到了国家自然科学基金委、中科院先锋B培育项目、中科院青年创新促进会的支持。
参考：
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