创新背景

斑马贻贝是一种贝壳上具有斑马花纹形条纹的水生软体动物，以浮游生物为食。由于其繁殖很快，可以影响整个水体的生态平衡，造成严重的经济损失。

创新过程

多伦多大学应用科学与工程学院和生物医学工程研究所的团队致力于研究斑马贻贝，希望它们能够帮助解决各种各样的挑战。因为贻贝在生物污染方面的问题，团队寻求将其设计成材料或涂层的方法，以防止它们堵塞进水管道。

如果能够理解它们良好粘性的形成原因，这可以帮助设计无毒可生物降解胶水之类的产品，为手术或局部药物输送应用提供内部缝合的替代方案。

斑马贻贝原产于俄罗斯南部和乌克兰的湖泊和河流，于1980年代抵达北美五大湖区。此后，它们成为许多北美水道的入侵者，取代了本地贻贝物种和污损船只。

研究开发了一种测量斑马贻贝与各种表面粘附的新技术。其中一个挑战是与其他物种相比，贻贝的体积比较小。它们用来将自己附着在表面上的线只有几毫米长，像人的头发一样细，无法被放在传统的设备中来测试抗拉强度。

团队使用一对细尖的自动关闭镊子、一台数码相机和一个测力计，利用它们测量打破贻贝分泌的基于蛋白质的胶水需要的力的大小。研究小组发现，贻贝对玻璃的粘附比对PVC或PDMS等塑料的粘附更强烈。因为玻璃是一种亲水（吸水）材料，类似于贻贝在自然界中用作基质的岩石，而PDMS排斥水，通常应用于船体以防止生物污染。

测量得到的值的实际大小与其他种类的贻贝报告值相当，这表明它们进化的胶水很可能有一些特别之处。将线分离后，团队使用电子显微镜扫描了留在表面上的胶水。在一些表面上，研究发现分离后留下了薄薄的蛋白质残留物，这表明即使在潮湿的条件下，界面处的蛋白质也与这些表面相互作用非常强烈，这是大多数合成粘合剂无法做到的。

人们经常使用化学处理去除贻贝，这会杀死附近的其他一切。拥有贻贝天然难以粘附的表面可以提供更环保的可持续选择。团队将进一步分析斑马贻贝产生的胶水，试图设计即使在潮湿情况下也具有弹性的高性能粘合剂，在生物医学粘合剂中模仿它们。

创新关键点

研究结合仿生学和材料科学，探究斑马贻贝的粘性程度和形成原因，从中获取灵感，试图开发类似斑马贻贝的在潮湿情况下也具有弹性的高性能粘合剂。

创新价值

从斑马贻贝中获取灵感，有助于开发新型高效能粘合剂，有助于涂料学、材料学和使用粘合剂的其他领域发展。