“超强可逆的粘合剂 像蜗牛泥一样”

之所以把挂在墙上的丝带挂在墙上，只是为了意识到它有点偏离中心，才能知道我们一般经历的粘合背后的失望。 它可能很强，但几乎是不可逆转的。 可以从墙上取下旧带子，但不能重新调整粘性来调整位置； 必须重新采用新的乐队，或者容忍错误。 除了与室内装饰的关联外，由于耐久性和可逆的附着力，也可能在可重复使用的信封、重力防护鞋、汽车组装等更重要的工业应用中。

这件治愈系衣服多年来一直困扰着科学家，但天然存在于蜗牛的泥土中。

蜗牛的epiphragm -粘稠的水分，可以固化保护身体免受干燥。 可以将蜗牛长期固定在合适的位置，使之成为粘接的终极模型，开闭所需的东西。

在新的研究中，宾夕法尼亚大学的工程师展示了采用与蜗牛相同机制的强力可逆粘合剂。

材料科学与工程系教授、化学与生物分子工程系教授舒洋与杨氏研究所博士后hyesung cho一起指导了这项研究，目前在韩国科学技术研究所和宾夕法尼亚大学。 工科研究生高翔武和杰森·克里斯托弗·朱莉。 实验室成员虞崇高也参加了这项研究。 这个小组还包括来自利哈伊大学的合作者。 他是工学教授anand jagota、博士后研究员何振平和研究生nicole fortoul。

这项研究发表在美国科学院的刊物上。

杨和她的实验室成员有将自然界通过进化创造的东西变成实验室环境的历史。 杨先生领导了对受蛤蜊、蝴蝶和花粉启发的纳米级结构的研究，同时是aesop的主任。 aesop分解进化结构作为优化产品的中心，目的是将生物启发的特点应用于设计和建筑中。

yang说，她和她的实验室都对胶水感兴趣，但自然界墙纸的可逆胶水的主要模型还不够远:

geckos可以放下一只手放出。 yang说，这是因为壁虎的附着力是可逆的，但附着力非常低。 壁虎50克，人类至少50公斤。 如果想把人抱在墙上，就不能采用同样的粘合剂。 可以使用真的空吸尘器，但必须携带沉重的真的空泵。 我们一直在研究这个问题。 其他人也是这样。 没有人有更好的处理方法来实现粘合剂一样的粘合，但是是可逆的。

有一天，吴高祥关于另一种由聚合物甲基丙烯酸甲酯( phema )制成的水凝胶，正在开展一个罕见的观察其粘合性能的项目。 phema一潮湿就呈橡胶状，但干燥后就有刚性。 这个质量对隐形眼镜很有用。 另外，正如yang的研究小组发现的那样，也可以应用于粘合剂。

当phema潮湿时，它符合表面所有的小槽，从树干不同的脊部到看起来光滑的墙壁无形的微孔。 通过该保形接触，可以使phema附着在表面。

这就像你扔在墙上的哪个孩子的玩具，它们会粘在一起。 因为那个很柔软。 想象一下墙上的塑料薄片； 那个很容易脱落。 但是，柔软的东西适合虫牙的孔，杨说。

单独来说，适合这种空腔的能力不足以制造良好的粘合剂。 真正重要的是材料开始干燥时会发生什么。 随着phema干燥，它会变得像塑料瓶盖一样坚硬，但独特的是它不会收缩。 相反，将材料固化到空腔室中，将其本身牢固地固定在表面上。

材料干燥后，一般会收缩。 从表面收缩后，就不需要对准微空洞，而是会弹出来。 杨先生说。 我们的phema胶水不会突然出现。 保持着形状。 即使干燥坚硬的情况下，也记得形状。

这些都有助于杨氏团队明确phema作为可逆性、强粘合力的独特候选物的特征与蜗牛的epiphragm相同。 在明亮的阳光下，蜗牛湿漉漉的罂粟花，起初是潮湿的，与其表面表面一致硬化，将蜗牛遮挡在干燥的环境中，将蜗牛牢牢地固定在适当的位置。 到了晚上，环境潮湿的时候，epiphragm变软了，蜗牛可以再次自由地活动。

湿润柔软性和干燥粘接性之间的可逆性是研究者想用phema进行测试的。 该小组对其phema水凝胶进行了多次测试，判断了保持重量的能力和水渗透到粘合剂中，扭转抓地力所需的时间。 他们发现phema和蜗牛epiphragm很相似。 虽然有壁虎89倍的粘合力，但是潮湿的话容易坏。

形状和刚性的时候，它就像超级粘合剂。 你不能把那个拉下来。 但是，不可思议的是，你可以再次弄湿它，而且它可以顺利滑落。 杨说。 另外，phema在扩增时不会失去强力的附着力。 一般来说，粘接强度和尺寸之间存在负相关。 由于phema不依赖脆弱的结构，所以没有这个问题。

为了说明他们的phema胶水有多耐用，杨的实验室成员之一和共同第一作者杰森·克里斯托弗·朱莉自愿将自己停在只用邮票大小胶水贴的瓶身上； 这种材料容易承受整体的重量。 实验室测试表明，phema可能不是目前最强的胶粘剂，但它是目前已知的最强可逆性胶粘剂候选人。

有了这个力量，蜗牛的泥土粘合剂就能对科学行业和工业产生重大的影响。 因为杨看到了耐用的可逆性粘合剂，如phema水凝胶，具有家用产品、机器人系统和工业组装的巨大潜力。

汽车的组装采用了粘合剂。 可以想象，将零件集中在一起有什么错误，粘接剂被固定，零件也会被破坏。 杨先生说。 车很大。 他们直到最后一步才把东西粘在一起。 托管车，需要房间大小的烤箱来固化胶水。 像phema这样坚固可逆的粘合剂，错误并不昂贵，因此可以完全改变这个过程，从而节约汽车的组装和成本。

phema在大型制造等应用行业很有前景，但其可逆性受水支配，因此不适用于许多领域。 水是蜗牛完美的控制机制，但我不希望汽车在雨里变得支离破碎。 因此，phema是可逆粘合剂中第一个，但yang承认它是起点。

有很多东西。 我不想用水。 水充满需要时间。 将来，我们想找到可以这样切换房地产的合适的材料，杨说。

研究人员希望最终找到或设计能够应对ph值、特定化学物质、光、热或电等线索的粘合剂，从而拓展可逆粘合的潜在应用。

该研究由美国国立科学基金会资助，获得了dmr-1410253和efri-1331583以及美国能源部、基础能源科学办公室、材料科学和工程部门以及de-fg02-07er46463的奖项。

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