类粘附蛋白仿生大分子制备及其在材料表界面相互作用研究

海洋生物贻贝有着超强的粘附能力，几乎可粘附于任何材料表面。其分泌的粘附蛋白中主要组分3，4-二羟基苯丙氨酸（DOPA）中儿茶酚基团与各种材料之间强的配位、化学键合，是贻贝强粘附能力的根本原因。本课题拟从仿生学的角度出发，以粘附蛋白为模板，设计合成仿生大分子；研究仿生大分子与各种材料形成强的配位、化学键合，及界面相互作用与表面粘附。主要包括：设计与合成具有贻贝粘附蛋白结构类似的仿生高分子，探索仿生大分子结构及其与各种材料表面相互作用的相关性和粘附机理；研究其对各种材料（特别是低表面能的难粘附材料）以及对生物组织的粘附性能；拓展应用于本体和纳米材料表面，有效调控表面理化性质；改性复合材料界面，提高复合材料中增强组份与基体的界面相互作用。相关研究有望拓展仿生高分子在材料表界面科学、功能材料等方向的应用。

贻贝是自然界中具有极强粘附能力的海洋生物，依靠其分泌粘附蛋白可以粘附在几乎任意基底表面。这种普适粘附性主要基于粘附蛋白中的邻苯二酚可以和基底发生多种化学和物理相互作用。受贻贝粘附蛋白启发，研究人员发现多巴胺在碱性条件下可自聚合、进而包覆在几乎任何基底的表面，是一种通用的表面改性方法。本项目研究工作利用多巴胺化学方法，对多种材料表面进行功能化研究，探索了改性材料在油水分离、导热、防腐材料等领域的潜在应用；同时探索了类似的低成本反应体系，使这种方法更具实际应用前景。