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Hydrophobic and Hydrophilic Effects in a Mussel-Inspired Citrate-Based Adhesive
Langmuir ( IF 3.7 ) Pub Date : 2020-12-22 , DOI: 10.1021/acs.langmuir.0c02895 Yiwen Xu 1 , Yali Ji 1 , Jinghong Ma 1
Langmuir ( IF 3.7 ) Pub Date : 2020-12-22 , DOI: 10.1021/acs.langmuir.0c02895 Yiwen Xu 1 , Yali Ji 1 , Jinghong Ma 1
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The citrate-based tissue adhesive, synthesized by citric acid, diol, and dopamine, is a kind of mussel-inspired adhesive. The adhesion of mussel-inspired adhesive is not completely dependent on 3, 4-dihydroxyphenylalanine (Dopa) groups. The backbone structure of the adhesive also greatly affects the adhesion. In this study, to explore the effects of hydrophobicity and hydrophilicity of the backbone structure on adhesion, we prepared a series of citrate-based tissue adhesives (POEC-d) by changing the molar ratio of two diols, 1, 8-octanediol (O) and poly(ethylene oxide) (E), which formed hydrophobic segment units and hydrophilic segment units, respectively, in the molecule structure. The properties of cured adhesives showed that the adhesive with high E units had high swelling, rapid degradation, and low cohesion. In the adhesion strength measurement on the porcine skin, the adhesive with higher hydrophobicity was more likely to perform better. For the interfacial adhesion, hydrophilicity was conducive to the diffusion and penetration on the skin surface, but hydrophobic interaction showed a stronger effect to adhere with skin and hydrophobic association increased the adhesive concentration on the interface; for the bulk cohesion, hydrophobicity led to coacervation, promoting the Dopa-quinone coupling for cross-linking. In this amphipathic, citrate-based, soft-tissue adhesive system, when the feed ratio of hydrophilic segment was lower than 0.7, the coacervation could be formed through hydrophobic interaction, forming an efficient underwater adhesion system similar to that of mussels.
中文翻译：
贻贝启发的柠檬酸盐基胶粘剂的疏水和亲水作用
由柠檬酸，二醇和多巴胺合成的柠檬酸盐基组织粘合剂是一种以贻贝为灵感的粘合剂。贻贝类粘合剂的粘合性并不完全取决于3，4-二羟基苯丙氨酸（Dopa）基团。粘合剂的主链结构也极大地影响粘合力。在这项研究中，为探讨主链结构的疏水性和亲水性对粘附的影响，我们通过改变两种二醇1、8-辛二醇（O）的摩尔比，制备了一系列基于柠檬酸酯的组织粘合剂（POEC-d） ）和聚环氧乙烷（E），它们在分子结构中分别形成了疏水链段单元和亲水链段单元。固化的胶粘剂的性能表明，具有高E单元的胶粘剂具有高溶胀，快速降解和低内聚力。在猪皮肤上的粘合强度测量中，具有较高疏水性的粘合剂更可能表现更好。对于界面粘附，亲水性有利于在皮肤表面的扩散和渗透，但是疏水相互作用表现出更强的与皮肤粘附的作用，并且疏水缔合增加了界面上的粘附剂浓度。对于整体内聚力，疏水性导致凝聚作用，促进了多巴-醌偶联的交联。在这种基于柠檬酸的两亲性软组织粘合系统中，当亲水链段的进料比低于0.7时，可以通过疏水相互作用形成凝聚，从而形成类似于贻贝的有效水下粘合系统。具有较高疏水性的胶粘剂更有可能表现得更好。对于界面粘附，亲水性有利于在皮肤表面的扩散和渗透，但是疏水相互作用表现出更强的与皮肤粘附的作用，并且疏水缔合增加了界面上的粘附剂浓度。对于整体内聚力，疏水性导致凝聚作用，促进了多巴-醌偶联的交联。在这种基于柠檬酸的两亲性软组织粘合系统中，当亲水链段的进料比低于0.7时，可以通过疏水相互作用形成凝聚，从而形成类似于贻贝的有效水下粘合系统。具有较高疏水性的胶粘剂更有可能表现得更好。对于界面粘附，亲水性有利于在皮肤表面的扩散和渗透，但是疏水相互作用表现出更强的与皮肤粘附的作用，并且疏水缔合增加了界面上的粘附剂浓度。对于整体内聚力，疏水性导致凝聚作用，促进了多巴-醌偶联的交联。在这种基于柠檬酸的两亲性软组织粘合系统中，当亲水链段的进料比低于0.7时，可以通过疏水相互作用形成凝聚，从而形成类似于贻贝的有效水下粘合系统。亲水性有利于皮肤表面的扩散和渗透，但疏水性相互作用表现出更强的与皮肤粘合的效果，并且疏水性缔合增加了界面上的粘合剂浓度。对于整体内聚力，疏水性导致凝聚作用，促进了多巴-醌偶联的交联。在这种基于柠檬酸的两亲性软组织粘合系统中，当亲水链段的进料比低于0.7时，可以通过疏水相互作用形成凝聚，从而形成类似于贻贝的有效水下粘合系统。亲水性有利于皮肤表面的扩散和渗透，但疏水性相互作用表现出更强的与皮肤粘合的效果，并且疏水性缔合增加了界面上的粘合剂浓度。对于整体内聚力，疏水性导致凝聚作用，促进了多巴-醌偶联的交联。在这种基于柠檬酸的两亲性软组织粘合系统中，当亲水链段的进料比低于0.7时，可以通过疏水相互作用形成凝聚，从而形成类似于贻贝的有效水下粘合系统。促进多巴-醌偶联剂的交联。在这种基于柠檬酸的两亲性软组织粘合系统中，当亲水链段的进料比低于0.7时，可以通过疏水相互作用形成凝聚，从而形成类似于贻贝的有效水下粘合系统。促进多巴-醌偶联剂的交联。在这种基于柠檬酸的两亲性软组织粘合系统中，当亲水链段的进料比低于0.7时，可以通过疏水相互作用形成凝聚，从而形成类似于贻贝的有效水下粘合系统。
更新日期：2021-01-12
中文翻译：
贻贝启发的柠檬酸盐基胶粘剂的疏水和亲水作用
由柠檬酸，二醇和多巴胺合成的柠檬酸盐基组织粘合剂是一种以贻贝为灵感的粘合剂。贻贝类粘合剂的粘合性并不完全取决于3，4-二羟基苯丙氨酸（Dopa）基团。粘合剂的主链结构也极大地影响粘合力。在这项研究中，为探讨主链结构的疏水性和亲水性对粘附的影响，我们通过改变两种二醇1、8-辛二醇（O）的摩尔比，制备了一系列基于柠檬酸酯的组织粘合剂（POEC-d） ）和聚环氧乙烷（E），它们在分子结构中分别形成了疏水链段单元和亲水链段单元。固化的胶粘剂的性能表明，具有高E单元的胶粘剂具有高溶胀，快速降解和低内聚力。在猪皮肤上的粘合强度测量中，具有较高疏水性的粘合剂更可能表现更好。对于界面粘附，亲水性有利于在皮肤表面的扩散和渗透，但是疏水相互作用表现出更强的与皮肤粘附的作用，并且疏水缔合增加了界面上的粘附剂浓度。对于整体内聚力，疏水性导致凝聚作用，促进了多巴-醌偶联的交联。在这种基于柠檬酸的两亲性软组织粘合系统中，当亲水链段的进料比低于0.7时，可以通过疏水相互作用形成凝聚，从而形成类似于贻贝的有效水下粘合系统。具有较高疏水性的胶粘剂更有可能表现得更好。对于界面粘附，亲水性有利于在皮肤表面的扩散和渗透，但是疏水相互作用表现出更强的与皮肤粘附的作用，并且疏水缔合增加了界面上的粘附剂浓度。对于整体内聚力，疏水性导致凝聚作用，促进了多巴-醌偶联的交联。在这种基于柠檬酸的两亲性软组织粘合系统中，当亲水链段的进料比低于0.7时，可以通过疏水相互作用形成凝聚，从而形成类似于贻贝的有效水下粘合系统。具有较高疏水性的胶粘剂更有可能表现得更好。对于界面粘附，亲水性有利于在皮肤表面的扩散和渗透，但是疏水相互作用表现出更强的与皮肤粘附的作用，并且疏水缔合增加了界面上的粘附剂浓度。对于整体内聚力，疏水性导致凝聚作用，促进了多巴-醌偶联的交联。在这种基于柠檬酸的两亲性软组织粘合系统中，当亲水链段的进料比低于0.7时，可以通过疏水相互作用形成凝聚，从而形成类似于贻贝的有效水下粘合系统。亲水性有利于皮肤表面的扩散和渗透，但疏水性相互作用表现出更强的与皮肤粘合的效果，并且疏水性缔合增加了界面上的粘合剂浓度。对于整体内聚力，疏水性导致凝聚作用，促进了多巴-醌偶联的交联。在这种基于柠檬酸的两亲性软组织粘合系统中，当亲水链段的进料比低于0.7时，可以通过疏水相互作用形成凝聚，从而形成类似于贻贝的有效水下粘合系统。亲水性有利于皮肤表面的扩散和渗透，但疏水性相互作用表现出更强的与皮肤粘合的效果，并且疏水性缔合增加了界面上的粘合剂浓度。对于整体内聚力，疏水性导致凝聚作用，促进了多巴-醌偶联的交联。在这种基于柠檬酸的两亲性软组织粘合系统中，当亲水链段的进料比低于0.7时，可以通过疏水相互作用形成凝聚，从而形成类似于贻贝的有效水下粘合系统。促进多巴-醌偶联剂的交联。在这种基于柠檬酸的两亲性软组织粘合系统中，当亲水链段的进料比低于0.7时，可以通过疏水相互作用形成凝聚，从而形成类似于贻贝的有效水下粘合系统。促进多巴-醌偶联剂的交联。在这种基于柠檬酸的两亲性软组织粘合系统中，当亲水链段的进料比低于0.7时，可以通过疏水相互作用形成凝聚，从而形成类似于贻贝的有效水下粘合系统。
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