深圳大學與日本北海道大學研究團隊合作，在人工智能協助下成功研發超強黏力水凝膠，打破水下黏合力世界紀錄。研究團隊以一隻黃色小鴨黏貼在海邊岩石超過一年作為實驗展示，證明新材料即使面對海浪沖擊仍能保持強勁黏性。
深圳大學學者范海龍與日本北海道大學龔劍萍教授研究團隊，分析來自不同生物體超過 24,000 個黏性蛋白質序列，從古菌、細菌、真核生物甚至病毒中篩選天然黏著劑的關鍵胺基酸序列。研究團隊將這些蛋白質序列特徵轉化為聚合物鏈設計原則，成功合成 180 種不同類型黏性水凝膠。
團隊隨後將這 180 個水凝膠資料輸入 AI 演算法進行深度分析與優化，訓練機器學習模型預測更佳超黏性材料配方。這種「數據挖掘、實驗合成與機器學習」三位一體設計策略，成功構建從蛋白質序列資料庫到軟物質材料資料庫的端到端智能設計框架。
在 AI 協助下，研究團隊開發出新型多功能黏性水凝膠，其水下黏合強度超過 1 百萬帕斯卡（MPa），約為相同條件下多數柔軟黏性材料的 10 倍。這種材料即使多次脫黏或浸入海水中，仍能與表面保持黏合。
為展示新材料強度，研究團隊將一隻黃色小鴨黏在海岸岩石上，讓其在海浪浸濕下仍能堅定不移超過一年時間。研究人員幽默表示，如將這種水凝膠裁切成郵票大小，理論上能撐起重達 63 公斤成年人。
除小黃鴨實驗外，研究團隊在另一個更實用測試中，成功利用名為 R2-max 的水凝膠瞬間封住直徑 20 毫米漏水高壓水管。這種補丁防漏作用能維持 5 個月以上，顯示材料在修復水下結構方面的巨大潛力。
研究亦證實該材料具生物相容性，團隊將其植入小鼠皮下進行驗證。這使其在生物醫學應用中具備應用可能，例如固定植入物或用作手術膠水。
這項突破性研究於 8 月 6 日在頂尖科學期刊《自然》發表並登上封面。北海道大學龔劍萍教授、范海龍副教授（現深圳大學副教授）、瀧川一學教授、李偉博士為共同通訊作者。
意大利米蘭比可卡大學科學家在同期評論文章中指出，這類能與不規則和潮濕表面強效黏合的超黏水凝膠，將對多種生物醫學應用具顛覆性影響，包括假體塗層和可穿戴生物感應器。該研究設計目標為多用途，有望應用於其他類型功能性柔性材料。
范海龍表示，團隊開發的超強黏性水凝膠即使在水下也能發揮極佳效果，這是很少材料能做到的特點。該材料已通過北海道大學申請專利，未來可應用於深海機械人維修、柔性電子裝置防水、醫療手術膠水等多個範疇。
來源：科學網
