AFM: 通道化水凝胶网络中的高效可切换水下黏附

Nanoyu

2023-02-25

对于在潮湿环境中应用的粘合剂来说，转换粘合强度的能力是非常理想的特性。主要挑战涉及基材和粘合剂之间水层的存在，以及有效转换机制的结合。尽管最近在设计此类系统方面取得了进展，但目前的策略存在一些固有的局限性，例如高残留粘附力、固液转变的使用或薄膜配置。

在此，阿尔托大学Hang Zhang，Olli Ikkala报道了一种含有仿生多巴胺共聚单体的通道聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAm）水凝胶，它在亲水和疏水表面上进行水下粘附的温度控制可逆切换。

文章要点

1）通过去除牺牲的琼脂糖网络在水凝胶内部引入微观通道，极大地促进了界面水分的去除，从而提高了水下粘合强度。在玻璃上，有通道的水凝胶的最大粘合应力可以达到无通道水凝胶的六倍。

2）此外，PNIPAm 网络的热相变可以实现高转换效率和低残留粘附力，这也通过使用水凝胶捕获和释放轻质、不规则、易碎和生物物体得到证明。

通道策略为设计未来的水下粘合剂系统提供了启示，例如软机器人或生物医学应用。

参考文献

Amanda Eklund, et al, Highly Efficient Switchable Underwater Adhesion  in Channeled Hydrogel Networks, Adv. Funct. Mater. 2023

DOI: 10.1002/adfm.202214091

https://doi.org/10.1002/adfm.202214091