蘭州化物所等在仿生水下可逆黏附刨 根問底辜負

文章来源:Erron 时间:2018-12-27

  蘭州化物所等在仿生水下可逆黏附刨根問底辜負材料研究中獲進展

 

  大多數膠黏劑在空氣中具有優異的粘接強度,而在水中卻很快喪生效果,這是因為水分子進入粘合界面處對膠黏劑分子產生水化/溶脹/降解作用,從而使得粘接功能快速喪失 。因而,水下高黏附原料不断是工程原料領域的研讨難點與熱點 。科研人員通過仿生多巴胺、界面超分子作用、聚電解質絡协作用等手腕,發展瞭差别類型的水下黏附原料,但很難實現原料的水下可逆黏附性調控 。

  近日,蘭州化學物理研讨所周峰課題組與香港城市大學王鉆開課題組协作,設計制備瞭一種仿生水下“膠水”,該原料不僅在水下具有較強的黏附性,更重要的是,其在水下的黏附強度能够通過操纵界面溫度進行可逆調節。

  該原料體系設計理念來源於貽貝足絲在水下具有高黏附強度和水下粘合劑疾速生效。為瞭使原料具備水下高粘附性,研讨人員首先制備瞭一種水下黏附性聚合物,即將黏附性多巴胺分子與疏水單體聚合制備仿生黏附性線性聚合物;為瞭實現水下黏附強度的可調節性,又設計制備瞭一種溫度響應性聚合物(聚N-異丙基丙烯酰胺),該聚合物在低於其相轉變溫度條件下與水分子构成分子間氫鍵而呈現高度水化狀態,在高於其相轉變溫度時构成分子內氫鍵而呈現去水化狀態。因而,依據水下膠黏劑生效原理,將此種響應性分子覆蓋到黏附分子外貌。通過調節溫度,調節界面處分子的水化與去水化,能够實現水下黏附可逆調控。

  為瞭能夠使響應性分子順利均勻組裝到黏性聚合物外貌,在上述兩種聚合物體系中引入超分子主客體,通過分子識別作用,實現響應性聚合物在黏附性聚針對犬隻辦證數量激增狀況,杭州議決線上線下同步,既可在知心城管App網上請求辦證,又議決添加職員、延伸任務工夫、實行無休日和簡化審批流程等方式,放慢辦證速率合物外貌的高效組裝。該原料體系的水下黏附強度調節機理如圖1所示。通過微/宏觀黏附性測試證實,在較高溫度下該原料外貌具有較高的水性黏附強度,而在室溫環境下幾乎沒有任何黏附。這種高黏附-低黏附強度轉變能够實現可逆調節,幾乎不損失其水下黏附強度(圖2)。

  此外,該原料具有如下優點:不受基底原料的限制,在各類原料外貌均具有水下黏附強度可逆調控功能;通過添加外貌粗糙度即可提升原料黏附強度;通過調節溫敏高分子組成改變其最低相轉變溫度,可實現黏附強度溫度轉變點的調節等續航裡程超越300公裡的純電動汽車有什麼優勢?首先,續航裡程超越300公裡或許說那些具有長續航才能的純電動汽車有才能撐腰車主完成每周五天的上上班通勤、或許每周末往復一次寓居地地點城市的近郊區縣的交通出行的才能,也就意味著車主不消頻繁地給車輛停止充電 其次,無論如今國度對付公共充電設備的建立力度有多大,公共充電站的建立密度依然無法在短時期內到達當前傳統加油站的建立密度,純電動汽車車主在依靠公共充電設備方面依然存在很多理想困苦。

  相關研讨结果以Bio-inspired reversible underwater adhesive為題,發表在NatureCommunications上,研讨任务失掉瞭國傢自然科學基金委、香港研讨基金會、國傢重點研發計劃、中科院、深圳科技局及香港城市大學等的撑腰。

  論文鏈接

  

  

圖1.仿生水下“膠水”黏附可逆調控機理圖

  

  

圖2.仿生水下“膠水” 黏附強度可逆調節