AI助力设计超黏水凝胶，开启生物医学应用新篇章
AI导读：
《自然》杂志报道AI辅助设计的超黏水凝胶，以黏附蛋白为灵感，能修补水管漏洞并在水下黏住物体，对生物医学应用具有颠覆性，有望应用于功能性柔性材料。
《自然》杂志6日发表的一篇封面文章报道了一种由人工智能（AI）模型辅助设计的超黏水凝胶。这种胶以自然界存在的黏附蛋白为灵感，能修补水管漏洞并在水下黏住物体，具有一系列潜在应用。
要设计出在潮湿环境中具有黏附力的物质有一定难度。虽然AI驱动的方法能设计硬材料，但软材料更加复杂。超黏化合物的设计难度尤其大，因为让材料变软的性能，常与增加黏附力的性能相反。不过，细菌和软体动物这类有机体能产生天然的黏附蛋白，为设计新型超黏化合物提供了灵感。
日本北海道大学研究人员此次用一个包含24707种黏附蛋白的数据库，先开发了一个蛋白质数据挖掘工具，以指导180种新型水下黏合剂的设计与合成。他们随后检测了这些黏合剂的强度，建立了训练机器学习工具的数据库，并利用这些结果指导另一轮机器学习驱动的设计，得到了强大的水下黏合剂。
有趣的是，其中一款名为R1-max的水凝胶，能将一只橡皮鸭黏在海边的岩石上，在海浪击打下仍能保持黏性并抵御潮水冲击。另一种水凝胶R2-max能作为补丁，在注满水的管道上封住一个直径20毫米的洞，而且这种补丁的防漏作用能维持5个月以上。
“这类能与不规则和潮湿表面强效黏合的超黏水凝胶，将对多种生物医学应用具有颠覆性，包括假体涂层和可穿戴生物传感器。”在一篇同时发表的新闻与观点文章中，意大利米兰比可卡大学科学家这样评价，这一成果设计目标为多用途，“有望应用于其他类型的功能性柔性材料”。
（文章来源：科技日报）
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