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2019-06-19
宾夕法尼亚大学和利哈伊大学的工程师们研发了一种强大的可逆粘合剂，它使用了蜗牛用来附着和从表面上脱离的相同机制。蜗牛不断分泌粘液，以防止身体变干，并有助于运动。他们还使用这种粘液形成一种称为外膜的粘合层，以便将它们固定在适当的位置。这层粘液进入毛孔和表面的不规则处，在那里它变硬，但到了晚上，当环境变得潮湿，蜗牛决定继续前进时，硬化的粘液会变软，其粘合性能也会发生逆转。
人类目前使用的粘合剂有两个方面：可拆卸，可重复使用的粘合剂很方便，但不是很强，而超强粘合剂是完全不可逆转的。我们真正需要的是两全其美的粘合剂。在Shu Yang（材料科学与工程系和化学与生物分子工程系教授）的带领下，该团队几乎意外地发现了一种可逆材料。在研究另一个项目时，研究人员使用了一种由聚羟基甲基丙烯酸乙酯（pHEMA）的聚合物制成的水凝胶，这种聚合物通常用于隐形眼镜。研究人员发现，这种水凝胶的粘合性能与蜗牛的表膜非常相似。
简而言之，pHEMA在潮湿时呈橡胶状，但在干燥时呈刚性。事实上，当它干燥时，它变得像塑料瓶盖一样僵硬，但是它不会收缩并从表面上拉开，正是这种属性与表面形成了令人难以置信的牢固结合。但是，神奇的是，你可以重新润湿它，它会毫不费力地滑落。另外，pHEMA在体积增大时不会失去强力附着力。通常，粘合强度和尺寸之间存在负相关关系。由于pHEMA不依赖于脆弱的结构，因此没有这个问题。
实验室中的这项测试和其他测试表明，虽然pHEMA可能不是最强的粘合剂之一，但它在可逆粘合剂中肯定是迄今为止最强的。虽然pHEMA确实令人印象深刻，但研究小组承认，由于其可逆性受水影响，因此不太适合广泛应用。
图文速递
图1.基于PHEMA水凝胶超级胶水的设计示意图
图2.用玻璃压头对PHEMA水凝胶胶进行压痕测试
图3.PHEMA水凝胶的强力粘附及可扩展性
图4.图案化PHEMA水凝胶胶的优点
全文链接：https://www.pnas.org/content/early/2019/06/11/1818534116
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