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研究人員受蝸牛外膜啟發研發可逆的超強膠水

發布時間:2019-06-19 09:18:06
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  賓夕法尼亞大學和利哈伊大學的工程師們研發了一種強大的可逆粘合劑,它使用了蝸牛用來附著和從表面上脫離的相同機制。蝸牛不斷分泌粘液,以防止身體變干,并有助于運動。他們還使用這種粘液形成一種稱為外膜的粘合層,以便將它們固定在適當的位置。這層粘液進入毛孔和表面的不規則處,在那里它變硬,但到了晚上,當環境變得潮濕,蝸牛決定繼續前進時,硬化的粘液會變軟,其粘合性能也會發生逆轉。

  人類目前使用的粘合劑有兩個方面:可拆卸,可重復使用的粘合劑很方便,但不是很強,而超強粘合劑是完全不可逆轉的。我們真正需要的是兩全其美的粘合劑。在 Shu Yang(材料科學與工程系和化學與生物分子工程系教授)的帶領下,該團隊幾乎意外地發現了一種可逆材料。在研究另一個項目時,研究人員使用了一種由聚羥基甲基丙烯酸乙酯(pHEMA)的聚合物制成的水凝膠,這種聚合物通常用于隱形眼鏡。研究人員發現,這種水凝膠的粘合性能與蝸牛的表膜非常相似。

  簡而言之,pHEMA 在潮濕時呈橡膠狀,但在干燥時呈剛性。事實上,當它干燥時,它變得像塑料瓶蓋一樣僵硬,但是它不會收縮并從表面上拉開,正是這種屬性與表面形成了令人難以置信的牢固結合。但是,神奇的是,你可以重新潤濕它,它會毫不費力地滑落。另外,pHEMA 在體積增大時不會失去強力附著力。通常,粘合強度和尺寸之間存在負相關關系。由于 pHEMA 不依賴于脆弱的結構,因此沒有這個問題。

  實驗室中的這項測試和其他測試表明,雖然 pHEMA 可能不是最強的粘合劑之一,但它在可逆粘合劑中肯定是迄今為止最強的。雖然 pHEMA 確實令人印象深刻,但研究小組承認,由于其可逆性受水影響,因此不太適合廣泛應用。

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