キチン–アミロイド相乗効果と持続可能な構造接着剤としての利用

構造接着剤は、特に高いラップせん断強度を持つ荷重支持接合部が必要とされる多くの工学的応用に関連しています。典型的な接着剤はアクリル、エポキシ、またはウレタンから合成されており、持続可能性や環境に負担をかける可能性があります。自然界では、キチンとタンパク質間の界面相互作用が構造的目的やバイオセメントとして利用されており、人工の材料には匹敵しない特性を持つ材料を生み出しています。本研究では、エビの殻から単離されたキチンナノクリスタル（ChNCs）およびその単量体またはアミロイド型で使用される鶏卵白リゾチウム（HEWL）に基づいて、高強度なグリーン接着剤を開発するために関連する超分子相互作用を利用できることを示します。ガラス基板間に置かれた二成分懸濁液の凝固は、長距離秩序化された超構造をもたらします。これらの構造の形成は、表面エネルギーの考慮によって評価され、その後、凝固した材料の走査型電子顕微鏡、原子間力顕微鏡、および偏光顕微鏡によって評価されます。0.8 mgのバイオ接着剤（リゾチウム、ChNCsまたはその複合体）に対して、300 Nを超えるラップせん断荷重が達成されます。このような顕著な接着力は、成分間の相乗効果を反映した1 : 4未満のタンパク質対ChNC比で最大値に達し、ChNCs（最も強い単成分）と比較して約25%高い荷重を示します。観察された接着性能を、自然バイオポリマーを使用した現在のグリーン超分子接着剤に関する研究と比較して文脈に置いて評価します。結果は、接着強度および接着の準備の標準化に向けた現在の取り組みの文脈の中で議論されます。後者は、バイオベースの接着剤の計測学と材料化学を正式化するための鍵です。提案された完全なグリーンシステムは、バイオベースの接着剤の設計における現在の開発を拡大することが期待されています。