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Development of Biocompatible Mussel-Inspired Cellulose-Based Underwater Adhesives
ACS Omega ( IF 3.7 ) Pub Date : 2024-01-06 , DOI: 10.1021/acsomega.3c07972 Zuwu Tang 1 , Xinxing Lin 1 , Meiqiong Yu 1, 2, 3 , Ajoy Kanti Mondal 4 , Hui Wu 2, 3
ACS Omega ( IF 3.7 ) Pub Date : 2024-01-06 , DOI: 10.1021/acsomega.3c07972 Zuwu Tang 1 , Xinxing Lin 1 , Meiqiong Yu 1, 2, 3 , Ajoy Kanti Mondal 4 , Hui Wu 2, 3
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Conventional adhesives have poor underwater adhesion and harm to human health and the environment during their use, which largely limits their practical applications. Herein, we synthesized cellulose-based adhesives with underwater adhesion and biocompatibility by grafting N-(3,4-dihydroxyphenethyl)methacrylamide into the cellulose chain via atom transfer radical polymerization (ATRP). FTIR, 1H NMR, and XPS analyses ensured the successful preparation of the cellulose-based adhesive polymers. The different properties of the prepared adhesives, including swelling ratio, adhesion strength, and biocompatibility are examined. Results found that the lap shear strength is enhanced by increasing the catechol content. When catechol content is 27.2 mol %, cellulose-based adhesive with the addition of Fe3+ possesses a strong lap shear strength of 2.13 MPa in a dry environment, 0.10 MPa underwater, and 0.16 MPa under seawater for iron substrate, respectively. In addition, the cell culture test demonstrated that the prepared adhesives have outstanding biocompatibility. The cellulose-based adhesives with underwater adhesion and biocompatibility have potential applications in biomedicine, electronic engineering, and construction fields.
中文翻译：
开发生物相容性贻贝启发的纤维素基水下胶粘剂
传统胶粘剂在水下附着力差，使用过程中对人体健康和环境有害，这在很大程度上限制了它们的实际应用。在此，我们通过原子转移自由基聚合 （ATRP） 将 N-（3,4-二羟基苯乙基）甲基丙烯酰胺接枝到纤维素链中，合成了具有水下粘合和生物相容性的纤维素基胶粘剂。FTIR、1H NMR 和 XPS 分析确保了纤维素基胶粘剂聚合物的成功制备。检查了所制备的胶粘剂的不同性能，包括溶胀率、粘合强度和生物相容性。结果表明，增加邻苯二酚含量可以提高搭接剪切强度。当邻苯二酚含量为 27.2 mol % 时，添加 Fe3+ 的纤维素基胶粘剂在干燥环境中具有 2.13 MPa、水下 0.10 MPa 和海水下 0.16 MPa 的较强搭接剪切强度。此外，细胞培养测试表明，制备的胶粘剂具有出色的生物相容性。具有水下粘合和生物相容性的纤维素基胶粘剂在生物医学、电子工程和建筑领域具有潜在的应用。
更新日期：2024-01-06
中文翻译：
开发生物相容性贻贝启发的纤维素基水下胶粘剂
传统胶粘剂在水下附着力差，使用过程中对人体健康和环境有害，这在很大程度上限制了它们的实际应用。在此，我们通过原子转移自由基聚合 （ATRP） 将 N-（3,4-二羟基苯乙基）甲基丙烯酰胺接枝到纤维素链中，合成了具有水下粘合和生物相容性的纤维素基胶粘剂。FTIR、1H NMR 和 XPS 分析确保了纤维素基胶粘剂聚合物的成功制备。检查了所制备的胶粘剂的不同性能，包括溶胀率、粘合强度和生物相容性。结果表明，增加邻苯二酚含量可以提高搭接剪切强度。当邻苯二酚含量为 27.2 mol % 时，添加 Fe3+ 的纤维素基胶粘剂在干燥环境中具有 2.13 MPa、水下 0.10 MPa 和海水下 0.16 MPa 的较强搭接剪切强度。此外，细胞培养测试表明，制备的胶粘剂具有出色的生物相容性。具有水下粘合和生物相容性的纤维素基胶粘剂在生物医学、电子工程和建筑领域具有潜在的应用。
京公网安备 11010802027423号