中新網北京8月7日電 (記者 孫自法)國際知名學術期刊《自然》最新發(fā)表一篇材料科學論文稱，研究人員基于自然界存在的黏附蛋白為靈感、通過人工智能(AI)模型輔助設計，成功研發(fā)出新型水下超粘膠，這種粘膠被證明能修補水管漏洞并在水下粘住物體，具有一系列潛在應用前景。

該論文介紹，在濕環(huán)境中具有粘附力的物質有一定的設計難度。雖然AI驅動的方法被證明能成功設計硬材料，但軟材料更加復雜；超粘化合物的設計難度尤其大，因為讓材料變軟的性能常與增加粘附力的性能相反。不過，細菌和軟體動物這類有機體能產生天然的黏附蛋白，這為水凝膠的新型超粘化合物提供了潛在設計靈感。

本項研究開發(fā)出的水凝膠將一只橡膠鴨粘在海洋中的巖石上進行測試(圖片來自論文作者)。施普林格·自然 供圖

在本項研究中，論文共同通訊作者、日本北海道大學龔劍萍和同事及中國合作者一起，用一個包含24707種黏附蛋白的數據庫，首先開發(fā)出一個蛋白質數據挖掘工具，以指導180種新型水下粘合劑的設計與合成。隨后，他們測量這些粘合劑的強度，建立訓練機器學習工具的數據庫，并利用這些結果指導另一輪機器學習驅動的設計，從而得到強大的水下粘合劑。

其中，研發(fā)出一款名為R1-max的水凝膠，能將一只橡皮鴨粘在海洋中的巖石上，在海浪擊打下仍能保持粘性并抵御潮水沖擊。另一種水凝膠R2-max能作為補丁，在注滿水的管道上封住的一個直徑20毫米的漏洞，該補丁的防漏作用能維持5個月以上。

《自然》同期發(fā)表國際同行專家的“新聞與觀點”文章認為，這類能與不規(guī)則和濕表面強效粘合的超粘水凝膠，或對多種生物醫(yī)學應用具有顛覆性，包括假體涂層和可穿戴生物傳感器。此外，該研究的設計方式為多用途，有望應用于其他類型的功能性柔性材料。(完)