在海边玩耍时候，时不时能看到粘附在岩石上的贻贝，即使岩石表面粗糙、甚至完全浸泡在海水之中，贻贝依旧可以牢牢粘附在岩石表面。
基于贻贝的粘附机理，科学家们孜孜不倦地开发贝类仿生胶水，以在表面湿透的基材、甚至是水中基材，都能实现有效粘接。
很早之前，笔者介绍过jonathan wilker的研究工作“贝类仿生胶水，实现水中超强粘附” 。可惜其使用的原材料价格较高，阻碍了仿生胶水的广泛使用。
因此，中国科学院青岛生物能源与过程研究所、武汉工程大学和中国科学院大学的科研人员利用不同的技术路线，共同开发了相对低成本的贝类仿生胶水。
这胶水的核心原料就是以价格低廉的商业化原料聚乙烯醇(pva)为主链，再嫁接3,4-dihydroxybenzoic acid （dhba）作为侧链。
在嫁接dhba前，先用t-butyldimethylsilyl (tbs)保护dhba上的两个羟基；嫁接完后，再使用tetrabutylammonium fluoride（tbaf）来去掉把羟基封端的tbs，得到最终的聚合物pva-g-dhba.
接着我们一一说明各个关键技术点：
1. dhba的嫁接率(下表的dg值)最高可以达到10 mol%；嫁接率越高，胶水的粘接强度越高。
2. pva-g-dhba为主体的贝类仿生胶需要有交联剂，以提高粘接强度，而常用交联剂为三价铁离子；当三价铁离子与dhba(catechol)的摩尔比为1:3时，胶水对玻璃的粘接强度达到最高值4 mpa。若固化过程中没有交联剂，该胶水对玻璃的粘接强度则只有1.2mpa左右。
三价铁离子与pva-g-dhba的交联机理如下图所示：
3. 不同的粘接环境下，仿生胶对玻璃表现出不同的粘接能力。在60℃加热固化条件时，胶水体现出最高的粘接强度4mpa，室温下固化则为1.5mpa；对于湿玻璃，粘接力下降到0.5mpa；如果直接在水中粘接玻璃，并全程在水中固化，胶水的粘接强度则为0.2mpa。
研究者认为，高温固化有助于加速氧化catechol，提高交联度，从而提高粘接力；而潮湿基材以及水中浸泡着的基材，由于胶水与基材的界面间有一薄薄水层的阻隔，粘接力迅速下降。
尽管如此，科研人员认为这款仿生胶水在水中的粘接能力还是要比市面上商业化的产品强。
参考文献链接：
https://doi.org/10.1002/macp.201700206.
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