北海道大学のFan Hailong(フアン ハイロン)研究員、龔 剣萍(グン チェンピン)教授らの研究グループは、海水中で素早く強力に接着し、繰り返し使用可能な新規接着剤を開発した。

 イガイやフジツボなどの海洋付着生物は、「接着タンパク質」と呼ばれる接着剤を分泌することによって、海水中で岩に強固に接着することができる。一方、ほとんどの人工的な接着剤は空気中では材料に強く接着するものの、水中や海中では使用できない。

 研究グループは、イガイの接着タンパク質中ではプラス(+)に帯電したカチオン性部位と芳香環と呼ばれる部位が隣り合って並んでいることに着目し、カチオン性部位と芳香環部位が隣同士に配置された高分子化合物を合成した。得られた高分子化合物は海水中で接着剤として働き、石、ガラス、プラスチックなどの様々な固体を強く、素早く接着させることができた。

 その接着強度は最大で約60キロパスカル(接着面1平方メートルあたり6トンもの重さに耐える)と非常に丈夫であり、また剥離と再接着を何度も繰り返すこともできる。一方で、カチオン性部位と芳香環がランダムに配列した高分子化合物では、上記のような強い接着は見られなかった。すなわち、この化合物による海水中での強い接着は、カチオン性部位と芳香環が隣同士に配列した構造に由来することが分かった。

 今回の研究は、海水中において繰り返し使用可能な接着剤の開発を報告する世界初の例になる。開発した材料は、海水中で仮止め剤や破損の修復剤として使用可能であるほか、この技術を活かした海水中でのコンクリート製造なども可能になると期待される。

論文情報:【Nature Communications】Adjacent cationic–aromatic sequences yield strong electrostatic adhesion of hydrogels in seawater

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