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中新网北京8月7日电 (记者 孙自法)国际知名学术期刊《自然》最新发表一篇材料科学论文称，研究人员基于自然界存在的黏附蛋白为灵感、通过人工智能(AI)模型辅助设计，成功研发出新型水下超粘胶，这种粘胶被证明能修补水管漏洞并在水下粘住物体，具有一系列潜在应用前景。
该论文介绍，在湿环境中具有粘附力的物质有一定的设计难度。虽然AI驱动的方法被证明能成功设计硬材料，但软材料更加复杂；超粘化合物的设计难度尤其大，因为让材料变软的性能常与增加粘附力的性能相反。不过，细菌和软体动物这类有机体能产生天然的黏附蛋白，这为水凝胶的新型超粘化合物提供了潜在设计灵感。
本项研究开发出的水凝胶将一只橡胶鸭粘在海洋中的岩石上进行测试(图片来自论文作者)。施普林格·自然 供图
在本项研究中，论文共同通讯作者、日本北海道大学龚剑萍和同事及中国合作者一起，用一个包含24707种黏附蛋白的数据库，首先开发出一个蛋白质数据挖掘工具，以指导180种新型水下粘合剂的设计与合成。随后，他们测量这些粘合剂的强度，建立训练机器学习工具的数据库，并利用这些结果指导另一轮机器学习驱动的设计，从而得到强大的水下粘合剂。
其中，研发出一款名为R1-max的水凝胶，能将一只橡皮鸭粘在海洋中的岩石上，在海浪击打下仍能保持粘性并抵御潮水冲击。另一种水凝胶R2-max能作为补丁，在注满水的管道上封住的一个直径20毫米的漏洞，该补丁的防漏作用能维持5个月以上。
《自然》同期发表国际同行专家的“新闻与观点”文章认为，这类能与不规则和湿表面强效粘合的超粘水凝胶，或对多种生物医学应用具有颠覆性，包括假体涂层和可穿戴生物传感器。此外，该研究的设计方式为多用途，有望应用于其他类型的功能性柔性材料。(完)
【编辑:郑云天】 阅读全文
