AI設計的仿生水下黏膠問世

早前，深圳大學與日本北海道大學研究團隊合作，在人工智能(AI)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。

這種膠以自然界存在的黏附蛋白為靈感，能修補水管漏洞並在水下黏住物體，具有一系列潛在應用。

據介紹，要設計出在潮濕環境中具有黏附力的物質有一定難度。雖然AI驅動的方法能設計硬材料，但軟材料更加複雜。超黏化合物的設計難度尤其大，因為讓材料變軟的性能，常與增加黏附力的性能相反。不過，細菌和軟體動物這類有機體能產生天然的黏附蛋白，為設計新型超黏化合物提供了靈感。研究人員此次用一個包含兩萬四千七百○七種黏附蛋白的數據庫，先開發了一個蛋白質數據採擷工具，以指導一百八十種新型水下黏合劑的設計與合成。他們隨後檢測了這些黏合劑的強度，建立了訓練機器學習工具的數據庫，並利用這些結果指導另一輪機器學習驅動的設計，得到了強大的水下黏合劑。

研究人員指出，其中一款名為“R1-max”的水凝膠，能將一隻橡皮鴨黏在海邊的岩石上，在海浪擊打下仍能保持黏性並抵禦潮水衝擊。另一種水凝膠“R2-max”能作為補丁，在注滿水的管道上封住一個直徑二十毫米的洞，而且這種補丁的防漏作用能維持五個月以上。研究人員表示，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有顛覆性，包括假體塗層和可穿戴生物感測器。

對於以上新產品，意大利米蘭比可卡大學科學家這樣評價，這一成果設計目標為多用途，有望應用於其他類型的功能性柔性材料。

這種超黏膠技術，其真正的突破不在於模仿自然，而在於超越自然的應用潛力。這類能在潮濕環境中穩定黏附的能力，或將徹底改變可穿戴設備與植入式器械的發展路徑。

譬如在民用工程方面，它無需排水即可修復管道漏洞的特性，大幅降低了維護成本與資源浪費；甚至，它還能用於生物保護領域，固定那些嚴重受損的珊瑚。可以預見，AI驅動的材料設計範式，正在從“發現”轉向“創造”。

此外，在生物醫學領域，它能實現假體材料與人體組織的牢固整合，提升使用者生活質量；它作為生物感測器的貼合層，還能確保長期、穩定地採集生理信號，為遠端醫療和慢性病管理提供可靠支持。

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