貽貝蛋白以在水下具備高強(qiáng)的粘附能力而聞名。根據(jù)仿生學(xué)原理，通過將貽貝粘附蛋白功能元（鄰苯二酚基團(tuán)）與合成高分子相結(jié)合，達(dá)到復(fù)制甚至超越天然貽貝粘附蛋白粘附效力的目的，是目前仿貽貝蛋白膠粘劑（以下簡稱仿貽貝膠）領(lǐng)域研究熱點之一。近年來，中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所生物基材料重點實驗室研究員萬曉波率領(lǐng)的生物基及仿生高分子材料團(tuán)隊一直致力于仿貽貝膠的研究，并取得了一系列進(jìn)展。

　　大多數(shù)研究認(rèn)為，在貽貝所分泌的粘附蛋白中，一種帶有鄰苯二酚側(cè)基的氨基酸殘基（DOPA）對強(qiáng)力粘附起到了關(guān)鍵性的作用，這種鄰苯二酚結(jié)構(gòu)既可以通過氧化交聯(lián)形成共價鍵來提升粘接性能，也可以通過與金屬離子（主要是三價鐵離子）以及不同基材表面的配位來增加粘附強(qiáng)度。目前大部分的仿貽貝膠都旨在在不同高分子的側(cè)鏈上引入鄰苯二酚結(jié)構(gòu)，以達(dá)到粘合的效果。但是，總體說來，大多數(shù)的仿貽貝膠只能實現(xiàn)干態(tài)下的強(qiáng)力粘附，在水下的粘附能力則大打折扣；此外，大部分仿貽貝膠的合成方法繁瑣，成本高昂，不適用于大規(guī)模生產(chǎn)。

　　在前期工作的基礎(chǔ)上（Polymer 2014, 55, 1160；Macromol. Chem. Phys. 2015, 216, 450），穆有炳等研究人員意識到僅靠引入鄰苯二酚結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)仿貽貝膠的強(qiáng)力水下粘接是不夠的。為實現(xiàn)水下粘接，他們選擇了與貽貝粘附蛋白的多肽主鏈結(jié)構(gòu)有一定類似性的聚乙烯吡咯烷酮為主鏈，并通過點擊化學(xué)反應(yīng)將鄰苯二酚基團(tuán)接枝到聚乙烯吡咯烷酮主鏈上得到了一種新型的仿貽貝膠。該膠粘劑展現(xiàn)出良好的水下粘接性能，水下粘接時展現(xiàn)出比干態(tài)粘接（0.7 MPa）更好的膠合強(qiáng)度，水下固化后膠合強(qiáng)度最高可達(dá)1.6 MPa（Chem. Commun. 2015, 51, 9117）。該實驗結(jié)果證實了主鏈結(jié)構(gòu)能極大影響仿貽貝膠的水下粘接性能，但這在以往的非多肽主鏈的仿貽貝膠的合成中沒有引起更多的重視。

　　近日，該團(tuán)隊以廉價易得的聚乙烯醇為原料，通過一步法在側(cè)鏈上引入鄰苯二酚基團(tuán)，制得了本體型無溶劑仿貽貝膠。該膠在140 ℃下熱壓20 min后，膠合強(qiáng)度可達(dá)17.3 MPa，高于商用502膠及環(huán)氧樹脂膠（Macromol. Rapid Comm. 2016, 37, 545）。由于其制備工藝簡單，原料廉價易得，可望大規(guī)模實際應(yīng)用。

　　上述研究獲得了中科院百人計劃、山東省自然科學(xué)基金、所長創(chuàng)新基金等支持。