基于明胶和单宁酸增强的脂肪酸可调谐天然水下粘附水凝胶的构建与优化

本研究开发了一种基于明胶（Gelatin, G）和单宁酸（Tannic Acid, TA）经硬脂酸（Stearic Acid, SA）修饰的多功能天然水凝胶粘合剂，通过引入疏水相互作用和氢键增强水下粘附性能，兼具高韧性（300–650 kJ/m3）、粘附强度（玻璃52–111 kPa，木材1770 kPa）及抗菌特性，为生物医学和工业应用提供创新解决方案。

　　

Materials（材料）

牛皮肤明胶（Bovine Gelatin, BGel，凝胶强度225 g Bloom，Type B，编号G9382）和单宁酸（Tannic Acid, TA，编号403040）购自Sigma公司。植物源三重压制硬脂酸来自Shay & Company，98%乙醇和考马斯亮蓝购自Merck。所有商业化学品均直接使用未进一步纯化，实验全程采用去离子水（DI water）。

Experimental design（实验设计）

采用实验设计方法评估共凝聚水凝胶的配方。基于结果...

Synthesis of GTE/SA adhesive（GTE/SA粘合剂的合成）

以天然聚合物明胶为基体，单宁酸作为多功能交联剂，在特定质量比（表1）下于水溶液中桥接明胶链。该水凝胶与水不混溶，呈现类固体行为，具有显著拉伸性和韧性，并能有效粘附玻璃、木材、钢铁、铝和聚苯乙烯等多种基底。

Conclusions（结论）

受生物启发的邻苯二酚基GTE/SA共凝聚粘合剂无需复杂化学合成即实现了对多种基底的水下强效持续粘附。明胶与单宁酸形成的共凝聚物产生具有自组装和自修复特性的超分子水凝胶，与乙醇溶液结合后形成坚固粘合剂。借鉴脂肪酸的疏水特性，我们提出了一种简单而高效的策略...

CRediT authorship contribution statement（作者贡献声明）

Fateme Rezvani： 综述编辑、初稿撰写、可视化、验证、软件、方法论、研究实施、形式分析、数据整理、概念化。Zeinab Salehi： 综述编辑、验证、监督、资源管理、项目管理、资金获取、概念化。Mohammad Akrami： 综述编辑、可视化、验证、方法论、形式分析、数据整理、概念化。Maryam Tavafoghi： ...

Declaration of competing interest（利益冲突声明）

作者声明无已知竞争性财务利益或个人关系影响本研究结果。

Acknowledgment（致谢）

作者感谢伊朗国家科学基金会（INSF）对本研究的资金支持（项目编号4029266）。