膜分离是依据膜的选择透过性原理，将分离膜作间隔层，在压力差、浓度差或电位差的推动力下，借流体混合物中各组分透过膜的速率不同，使之在膜的两侧分别富集，以达到分离、精制、浓缩及回收利用的目的[4]。单位时间内流体通过膜的量(透过速度)、不同物质透过系数之比(分离系数)或对某种物质的截留率是衡量膜分离性能的重要指标。

本文从多巴胺的结构开始介绍，然后叙述了多巴胺的自聚-复合粘附机理，分析了多巴胺在分离膜材料改性方面的研究进展，通过科研人员的具体实验研究结果，进一步认识和了解了多巴胺的特殊性能，并为建构新型、高性能化的PDA仿生功能材料提供了研究方向和方法。

2  多巴胺的超强黏附行为机理与表面改性方法

众无脊椎动物贻贝可以粘附在固体材料表面这一个普遍现象促使了材料科学领域的一个重大进步。贻贝可以强烈粘附在多种多样的基底上，即使在潮湿的表面，粘附结合强度也很高[5]。长期以来，研究者们一直在研究贻贝的粘附性能，发现贻贝强大粘附力的来源于二羟基苯丙氨酸（DOPA）和赖氨酸。在这些研究结果的基础上，多巴胺这个与二羟基苯丙氨酸（DOPA）有相似的分子结构的物质成为了人们重点研究的新型涂层材料。多巴胺结构如图1所示：

图1 多巴胺结构[6]

由于多巴胺与贻贝有着极为相似的结构和性能，即可以很轻易地沉积在几乎所有类型的有机和无机基底材料上（包括疏水性的表面），并且沉积的涂层厚度可以控制，稳定性也相当持久。因此，多巴胺的发现开辟了一种新的改性基底的方法，并且引起了广泛的研究。到目前为止，多巴胺已经用来接枝了多种物质，包括DNA、蛋白质、生长因子、PEG、多糖、羟磷灰石、贵金属纳米颗粒、石墨烯氧化物、聚合物、酶、功能活细胞、和其他大分子。

2。1  多巴胺的超强黏附行为及其原理文献综述

科研人员已普遍认为多巴胺具体的黏附机理与多巴胺所含有的邻苯二酚和氨基官能团有关。有一种海洋生物贻贝，它的足腺细胞能够分泌出一种超强度的黏液，这种黏液在海水中会凝固成足丝，该足丝可以紧密粘附在基体材料表面上[7]。这种黏液的主要成分已被检测认为是贻贝黏附蛋白(mussel adhesive proteins, MAPs)，这种黏附蛋白可以在潮湿的环境中迅速固化，从而基体材料的表面形成强有力的相互作用。通过研究可以发现，足丝与黏附基体的MAPs界面层中含有大量的蛋白质组分Mfp-5(mytilus foot pro-tein 5)，它的氨基酸序列中含有近30%的L-多巴和15%的赖氨酸(lysine)残基，也是赋予MAPs特殊黏附性能的关键成分[8,9]。作为L-多巴的儿茶酚衍生物，多巴胺可以结合L -多巴的邻苯二酚基团和赖氨酸的氨基官能团，被认为能够很好地模拟Mfp-5中的黏附组分，进而实现潮湿环境中对基体表面的附着行为[1]。

已知在水溶液的环境中，多巴胺的邻苯二酚基团很容易被氧化，因此会生成一种多巴胺醌化合物，该化合物具有邻苯二醌结构。多巴胺和多巴胺醌之间能够发生反歧化反应，产生半醌自由基，然后再通过偶合形成交联键，与此同时，在基体材料表面便形成紧密附着的交联复合层（图2）[10,11]。虽然多巴胺在基体材料表面的超强附着作用机理还有待于进一步的研究，但是已有相关研究表明，多巴胺对基体材料表面的附着行为就源自于多巴胺的邻苯二酚和氨基官能团，因为这种结构可以和有机-无机表面建立共价和非共价的相互作用，从而使聚多巴胺交联层能够强有力地附着在基体材料的表面上[12]。