没有讨厌的化学品，如何制作更好的粘合剂

我们已经在考古学家估计中使用了200,000年的粘合剂。我们的进展显着，特别是在合成粘合剂中发现的发现爆炸。环氧树脂，聚氨酯，氰基丙烯酸酯和丙烯酸类聚合物都通过提供了高性能和效率，当我们想要粘在一起时，我们都使我们的生活更加丰富。粘合剂在建造世界中无处不在，从包装到产品到建筑物到基础设施。然而，这些精彩的合成材料已经成本了：许多人是致命的毒素。

大多数胶水和粘合剂含有一些我们的Nastier食谱：苯，甲苯，二甲苯，苯乙烯，丙酮，甲醇，苯酚，烷基酚和二氯甲烷等溶剂。例如，苯是一种致癌物。它可以破坏红色和白细胞（增塑性贫血），是一种疑似免疫系统抑制剂。

它并不总是如此。在过去，大多数胶水来自大自然：来自动物零件或产品的蛋白质，如牛奶和鸡蛋，淀粉或植物的天然树脂。现在研究人员展望大自然，为胶水提供新的来源，效果更好，无毒。他们的目标是模仿自然的化学而不是利用自然来源。

马萨诸塞州理工学院的工程团队开发了他们声称是世界上最强烈的生物启发，蛋白质水下胶粘剂。由海军研究办公室，国家科学基金会和国家卫生研究院资助他们的研究发表了在9月21日问题期刊自然纳米技术。

研究人员必须从贻贝和细菌中复制蛋白质，以制作比甚至软体动物可以制造的工程产品。不是贻贝并不令人印象深刻。这个海洋双向散步在世界的温带中，在跨境的中间间隙和中间间区内的温带区内。通过冲浪不断捣固，已经进化了有效的锚固系统。它落下了一个粘稠的蛋白质半径或byssal线程这可以坚持大多数东西，包括Teflon。这种能力是由于这些蛋白质的化学成分。

那么，是什么让贻贝的Byssus粘得甚至水下？这是关于吸引力 - 化学品，即。蛋白质由氨基酸，碱性分子结构块组成。其中之一在贻贝蛋白中含有称为儿茶酚（苯环上的两个羟基的功能布置。这些分子与其他材料中的其它类别（例如岩石中的金属）形成强键。事实上，如此强烈，这些分子彼此相当互相粘合，而不是最混杂的分子，水。

使用麻省理工学院的团队大肠杆菌细菌作为制造两种类型的蛋白质通常由贻贝制成的工厂。然后它们在通常在狭窄的生物膜中发现的自组织细菌蛋白质的晶格中留下这些蛋白质，该蛋白质是含有味道纤维的粘性生物膜。这是这些设计者蛋白从两种不同的生物中的组合成一个复杂的阵列，使得粘合剂如此强。这种致密的纤维网是常规但柔韧的，并且具有与湿和干燥表面结合的能力。

“我们的最终目标是建立一个平台，我们可以开始建立将多个不同功能域的材料结合在一起，并查看它是否为我们提供了更好的材料性能，”生物工程和电气工程副教授蒂莫西·鲁和计算机科学（EEC）和本文的高级作者。

研究人员在海洋和生物医学领域看到了先进的应用。他们正忙于努力缩放超出小实验批次的蛋白质的生产，以配方中蛋白质中的相对比例进行修补。他们还沉重使用生物膜作为“活胶”，预防性涂料可以在通过对表面损坏引发时分泌粘合剂。

哥伦比亚森林产品开创了“贻贝胶”

在制造业之前已经使用了贻贝胶。哥伦比亚林产品2003年至2006年间，开发了贻贝模仿硬木胶合板的纯粘贴胶水。该公司是第一个提供无甲醛胶合板的胶合板，与生物为基础的热固胶水层压。

甲醛是一种挥发性有机化合物（VOC），对所有动物和致癌物质具有高毒性。2011年美国国家毒理学计划将甲醛描述为“已知是人致癌物”。在胶合板行业中，甲醛通常用尿素治疗，使尿素甲醛树脂，将所有薄层木材一起加入较厚的片材中。

哥伦比亚新​​生物胶水的公式是基于大豆的，但蛋白质被改变为更紧密地类似于贻贝的蛋白质。新技术是由俄勒冈州俄勒冈州Coregallis的俄勒冈州州立大学木材科学与工程系副教授的博士李议员进行了专利。他认为基于易于获得的大豆的批量生产生物粘合剂的需要，并阐述了一种阻止在贻贝蛋白中不存在的大豆中某些氨基酸的表达。

哥伦比亚是最大的硬木胶合板和美国贴面制造商，能够创建一个产品，这些产品在许多方面实际表现得比相当的UF的替代品。PureBond测试比其UF竞争对手的热量和耐湿性，同时竞争力地定价，并将VOC减少多达90％。它在低发射材料中获得了LEED EQ信用4.4认证：复合木材类别。通过早期将其七种植物转换为纯粹的生产设施，该公司能够在没有其后来的竞争对手的绿色标记的情况下捕捉消费者需求的浪潮。

在未来五年内，全球粘合剂市场将预计将在500亿美元上升。令人遗憾的是，许多这些粘合剂将是合成和有毒的，但麻省理工学院和哥伦比亚林产品的创新都会给予希望能够找到更安全的方式来建立我们的世界。

贻贝的顶级图像谢尔盖Yechikov.通过Shutterstock.