受海洋附着生物的启发,科研人员已经发展了大量的仿生黏合剂体系,主要包括聚合物、蛋白质、短肽等体系。目前,关于聚合物等大分子仿生黏合剂体系已经被广泛的报道,由于生物相容性、生物降解性、水下黏附性以及环境友好性等原因,限制了其应用。因此,构建短肽水下黏合剂成为研究热点。短肽水下黏合剂不仅生物相容性,水下粘接性好,而且有利于从分子水平上揭示残基类型及协同效应对水下粘接性能的影响。然而,这些体系依然存在许多待解决的问题,如内聚力弱,对短肽的设计原则及交联组装规律的认识还远远不够,如何模拟天然黏附蛋白的水下黏附过程并实现有效、可控粘接等问题依然不清晰。在本研究论文中,以氨基酸或阳离子短肽为构筑基元,不同功能特性的多价交联剂为桥联单元,构筑了一系列仿生水下黏合剂并进一步研究其潜在的功能特性及生物应用。研究内容主要包含以下三方面内容:1、以碱性氨基酸与多金属氧簇（POM）为简化模型,通过水溶液共组装的方法,得到了一类黏性团聚体,系统的研究了组装热力学过程及影响组装过程的因素。最后,利用团聚体的p H响应性及POM的抗腐蚀特性,研究其作为抗酸腐蚀涂层的潜在应用。2、开发了一种全新的自发式水下固化的策略。利用静电组装的方法分别制备了一类含巯基的还原型短肽团聚体和含V-POM的氧化型短肽团聚体。当两种氧化还原互补团聚体混合后,可通过含V-POM氧化含巯基短肽而驱动的自发固化,通过分步组装与二次共价交联的方法,成功实现了界面的铺展、黏附及原位的自发。此外,结合多金属氧簇的抗菌特性,实现了黏性抗菌涂层应用。3、在以上研究工作基础上,设计合成了含有精氨酸的阳离子短肽,以甘草酸聚集体为超分子交联剂,构筑了一类生物相容性良好、易降解、低溶胀率的生物医用黏合剂,并成功实现了对硬膜缺损的封堵与修复,开启了短肽黏合剂在生物领域的应用。以上研究工作表明,以氨基酸或阳离子短肽为构筑基元,以多价交联剂为连接单元,通过离子组装超分子聚合的方法成功制备具有一定体相强度的短肽水下黏合剂,并通过不断改善分子的结构和类型,提高了黏合剂粘接性和功能特性,构筑了高粘接性能、动态可调、性能集成的短肽超分子水下黏合剂。