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【中國科學(xué)報】新研究讓膠黏劑水下自適應(yīng)增強(qiáng)
濕黏附在機(jī)械工程、海洋技術(shù)和醫(yī)療科學(xué)等領(lǐng)域有著重要的意義。然而，在固-固界面含水粘接過程中，水分子的存在極易導(dǎo)致粘合失效，這主要是因?yàn)榻缑嫠璧K了膠黏劑與基材之間的接觸和分子間相互作用的形成。對于界面水的去除，研究人員已進(jìn)行了各種嘗試，如界面吸水、疏水排斥和擠壓，但這些方法并不能實(shí)現(xiàn)界面水的完全去除，很難保證界面的高性能黏附。
研究團(tuán)隊(duì)提出的物理化學(xué)耦合的多尺度去水化機(jī)制包括憑借優(yōu)異的潤濕性實(shí)現(xiàn)在毫米尺度對界面水的物理替代，通過膠黏劑中異氰酸酯片段與水的化學(xué)反應(yīng)形成的氣膜，可以在微米尺度實(shí)現(xiàn)對界面水的物理屏蔽、在分子尺度實(shí)現(xiàn)對界面結(jié)合水的消耗。水下自適應(yīng)增強(qiáng)的膠黏劑這一系列瞬時自發(fā)的接觸、鋪展、潤濕和凝膠化過程實(shí)現(xiàn)了對基底表面的牢固粘接。
水下自適應(yīng)增強(qiáng)的膠黏劑表現(xiàn)出優(yōu)異的水下黏附性和廣泛的基材適用性，在淡水、海水和不同pH值的水體環(huán)境中，都可實(shí)現(xiàn)從無機(jī)到有機(jī)材料表面的高性能黏附，其峰值超過1600千帕。良好的黏附性能和無外界能量輸入的自適應(yīng)增強(qiáng)特性，使水下自適應(yīng)增強(qiáng)的膠黏劑在水下固沙、水下修復(fù)甚至黏附故障檢測方面展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。
相關(guān)論文信息：
https://doi.org/10.1073/pnas.2301364120
