胶水把世界粘合在一起。如果没有粘合剂，现代人类文明的大部分——包括我们的手机、汽车、家具、墙壁和送到我们家门口的包裹——将会四分五裂。
所有这些粘合剂的问题在于它们是不可持续的。普渡大学的一个化学家团队由科学与材料工程学院的化学教授Jonathan Wilker领导，他们的目标是用一种新的、完全可持续的粘合剂系统来改变这种状况。该团队的研究结果发表在《自然》杂志上。
“我们目前的粘合剂造成了各种各样的环境问题，”威尔克说。“几乎所有的胶水都是石油基的，不会降解。我们产品中的粘合材料粘在一起。因此，我们不能回收我们放入回收箱的许多材料。废弃的产品会在垃圾填埋场里躺上几个世纪，有时还会形成海洋微塑料。”
威尔克和他的实验室花了数年时间研究粘性物质的科学，分析有粘性的海洋动物，如贻贝和牡蛎，并试图创造更好的、可持续的、负担得起的粘合剂，其效果与五金店的任何胶水一样好。他的实验室里有一个抽屉放着那种商用胶水，它散发出一种强烈而熟悉的气味。
Wilker说:“这些胶中的挥发性石化产品可能有毒，这是当前技术的另一个问题。”一个例子是常见的建筑材料胶合板，它是由木片与甲醛基粘合剂结合在一起形成的。新建的房屋释放甲醛，使居民暴露在这种致癌物质中。
这些物质对环境和人体健康都有害。然而，人们和企业都习惯于使用传统的粘合剂;它们坚固、容易生产，而且相对便宜。任何新粘合剂都必须至少和传统产品一样好用，这就是威尔克把那个抽屉放在身边的原因:把它们与创新物质并排测试。
“通过研究大自然如何制造粘合剂，我们正在学习如何为我们的未来社会设计新技术，”威尔克说。“考虑到目前胶水产生的所有问题，我们觉得有义务创造出更好的东西。理想情况下，新的粘合剂将是生物基和无毒的。优势应该和现有产品一样高。然后，我们希望在需要时将它们牢固地结合在一起，并能够在需要时将基板拆开。”
“为了产生影响，我们还要努力克服进一步的设计限制，即降低成本，并使所有初始化合物都能大规模使用。”
在对一系列不同的生物来源和可持续成分进行了一系列实验后，该团队确定了环氧大豆油作为主要成分。环氧大豆油已经在全球大规模生产。为了他们的工作，他们能买到的最小容器是一桶55加仑的物质。由于每次实验只使用一点环氧大豆油，经过几年的测试，他们的桶里的水位只下降了几英寸。
威尔克和他的团队将环氧大豆油加入苹果酸中，苹果酸是一种以赋予苹果酸味而闻名的化合物。然后，他们加入了单宁酸，提供了贻贝用来附着在岩石和其他贻贝身上的化学物质。单宁酸是单宁的一种成分，常见于树木、红酒和红茶中。这三种成分加在一起形成了一种廉价、有效、可扩展、生产实用且完全可持续的粘合剂。
Wilker说:“如果你在合适的条件下结合这些成分，就可以制造出和环氧树脂一样坚固的粘合剂。”环氧树脂通常被认为是性能最高的粘合剂。“所有的组件都是基于生物的，安全的，并且已经可以在火车车厢的规模上使用。额外的好处是这种粘合剂很容易制作。基本上，你可以混合和加热这些成分。”其他生物基化合物也可以与环氧大豆油一起使用，从而产生一整套新的可持续粘合剂。
为了测试粘合剂的性能，科学家们将木材、塑料或金属等物体粘合在一起，然后用一种仪器打破粘合并测量力。在许多情况下，他们的新粘合剂表现良好，有时性能与传统的有毒粘合剂(如强力胶和环氧树脂)相似，甚至更好。
进一步的研究将完善该系统，并努力在从医疗创新到工业材料到包装等领域最大限度地发挥社会和环境影响。他们团队的创新可能会为建立一个更可持续的系统铺平道路，使世界团结在一起。
Wilker向普渡大学技术商业化创新办公室披露了他的粘合剂，该办公室已申请专利以保护知识产权。
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我是大向号的签约作者“军路阳”！
希望本篇文章《化学家们从大自然中汲取灵感，创造出一种可持续的、负担得起的粘合剂系统》能对你有所帮助！
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