近日，安徽农业大学生物质分子工程中心汪钟凯教授和华赞副教授与中国科学技术大学刘光明教授合作，在Advanced Functional Materials上发表题为“合理设计仿生核酸碱基高分子基生物塑料和超强粘结剂”的研究论文。

  将核酸碱基互补氢键相互作用，引入到长链烷烃聚合物中，开发出具有优异韧性和超强粘附性能的含核酸碱基聚合物材料（图1）。该研究发现同时具有分子间和分子内特异性识别互补氢键的核碱基共聚物表现出优异的能量耗散、韧性和超强粘附性。核碱基独特的界面粘附性使该聚合物材料具有高达16.2 MPa的超高粘接强度。安徽农业大学生物质分子工程中心研究生田雨停和吴疆为论文的共同第一作者。

图1. 含碱基长链聚合物的设计与合成。

  该工作以蓖麻油裂解得到的十一烯酸甲酯为原料，合成含核酸碱基侧的长链烷基单体，然后采用高效的巯基-烯点击聚合，并合理调控聚合物中互补碱基之间超分子氢键密度和位置，制备出含有分子间和分子内互补氢键的共聚高分子，韧性和杨氏模量分别高达73.8MJ/m³和234.2 MPa，与只含有一种核碱基聚合物相比大约增加了一倍(图2)。

图2. 含有互补碱基的柔性长链聚合物的表征。

  该共聚物不仅拥有优异的力学性能，还具有核碱基独特的粘附性。对于接触面积为1.0 cm²的两块钢板，剪切力高达1600 N，优于两种对照聚合物(图3)。将共聚物粘接在接触面积仅为1cm²的钢板间可轻松拉动1.3吨的小轿车，展现了强粘结性能。该研究得到国家自然科学基金委的支持。

图3. 仿生的含碱基聚合物的高性能胶粘剂的表征。

  原文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202112741

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