麦吉尔大学研究人员参考贻贝与槲寄生植物在自然界中构建纤维与粘合剂的方式，提出一种在实验室制造复杂材料的新方法，旨在为传统塑料和胶水提供更环保的替代路径。相关研究成果已发表在《先进材料》杂志上。

该研究高级作者、化学教授马修·哈灵顿表示，生物体能够通过自组装的“自下而上”方式，以可持续手段制造结构复杂且性能优异的材料，而人类使用传统材料制造方法实现类似目标仍面临挑战。他指出，以往研究多聚焦于理解天然材料的形成机制，而本研究则在此基础上尝试在实验室中设计新的复合材料。

哈灵顿称，团队此前研究对象是生物材料，而此次工作转向“合成的生物启发材料”。

结合海洋与植物体系的设计思路

研究团队从两类自然体系获取关键启示：一是贻贝产生的蛋白质粘合结构，二是槲寄生浆果中的纤维素纤维系统。研究人员将实验室合成的贻贝蛋白与改性木浆来源的纤维素纳米晶体混合，制备出微观液滴。

该研究第一作者兼共同通讯作者、博士后研究员哈米德·阿拉纳格表示，贻贝可利用高密度蛋白质液滴形成胶水、纤维和涂层；槲寄生则以纤维素纳米晶体作为其刚性且具有粘性的纤维的构建材料。阿拉纳格称，将两种概念结合，为先进材料的可持续制造提供了基础。

冷冻干燥促成多尺度支架结构

研究显示，通过简单的冷冻干燥工艺，上述液滴可自组装为对齐的多孔支架，并形成不同尺度的层状结构：微小构建单元进一步组织成更大尺度、类似生物组织的图案。化学教授兼高级作者西奥·范德文表示，这些液滴可作为构建复杂材料的简易前体。

研究人员还称，这些支架能够溶解回液滴并再次组装成新结构，显示该制造过程具备可逆性，可多次重复利用同一材料。阿拉纳格表示，从可持续角度看，基于液滴的加工方式“简单且可逆”。

此外，实验室测试显示该材料对人体细胞无毒，研究团队据此指出其可能在组织工程等生物医学领域具备应用潜力。

指向更环保的日常材料替代路径

博士后研究员兼共同第一作者阿明·奥贾格表示，来自海洋与植物材料体系的共同启示对研究进展至关重要，并称若缺少这两类系统的认识，团队难以实现相关材料制备。

哈灵顿表示，塑料、胶水和复合材料等日常材料对环境带来负面影响；研究团队希望通过模仿自然机制，探索性能优异且更可持续的材料制造路径。