新型水凝胶：水下“便利贴”

大家平时吃的果冻、凉粉和豆腐，使用的面膜、隐形眼镜和纸尿裤都属于水凝胶，也是我们今天所要讲的主角。水凝胶和人类的软组织非常的像，更重要的是它们大多数是无毒的，这些优点激发了大量科研工作者的兴趣和热情——将其应用到人体，替代、修复、保健人体受损组织。但水凝胶遇水会很难黏附，近日，中国科学院兰州化学物理研究所的一项新研究解决了这个难题。

实际上在我们现实生活中已经出现了这样的产品，比如我们日常所用的退烧贴，它是一种利用水分蒸发来达到降温效果的水凝胶。然而当皮肤表面有水存在时（出汗），退烧贴会变得很滑，不能很好贴合到皮肤表面。这主要是因为大多数的水凝胶是一种亲水材料，当遇到水以后，聚合物网络会溶胀并且与水结合，此时水会阻碍凝胶与皮肤之间的接触，导致凝胶和皮肤之间很难粘合。

有没有可能让水凝胶实现牢固的黏附呢？科研人员逐渐将目光转向了海洋，因为海洋中有大量的生物容易黏附在任何沉浸在海里的物体之上，比如船舶、渔网、管道、浮标。如果我们知道海洋生物是如何实现水下黏附的，这或许会解决水凝胶的黏附难题。研究人员发现，这些海洋生物，比如贻贝的黏附，取决于一种叫做3,4－二羟基苯丙氨酸（DOPA）的物质。这种含邻苯二酚的物质具其非常优异的湿黏附性能，能够与其他各种材料实现牢固的黏附。然而将贻贝的黏附功能转移到一种具有高渗透性的凝胶材料上，并且不影响凝胶的其他性能，并非易事。

最近，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，阻碍锚固层金属离子（Fe3+）和单宁酸的渗透，基于此将含邻苯二酚的胶黏剂P（MEA-co-DMA）（聚多巴胺甲基丙烯酰胺－甲氧基乙基丙烯酸酯）牢牢地锚定在PVA（聚乙烯醇）水凝胶表面，最终研究出来了一种能够实现水下黏附的水凝胶“便利贴”。

更重要的是，这种方法可以实现凝胶的单面修饰，所得到的水凝胶“便利贴”两面具有完全不同的性质，一面“水水嫩嫩”的同时，另一面还能牢靠地贴在不同基底的表面。如果我们将用来锚固金属离子（Fe3+）替换为Cu2+时，该材料还可以表现出透明、防油污损、防生物污损的性能，在水下仪表、潜艇观望镜、潜水镜等方面具有一定的应用潜力。

中科院之声 冯海燕供稿

□兰州日报社全媒体记者 李丹 整理