DOI： 10.1021/am5075375
单位：艾伯塔大学
   本文献作者通过使用疏水结构材料制作出蘑菇形表面实现强大的、可逆的水下粘附，并且不需要表面修饰或吸盘效应即可实现这种粘附效果。

 

   理论上增加材料的表面能有助于空气环境中的干态附着力，但会使水下界面能大幅地降低，从而降低材料在湿润条件下的附着力。对结构相同但化学组成不同的蘑菇形纤维进行探究，表明如果纤维的结构材料是疏水的，且配合表面不是很亲水的，那么即使在完全湿润、稳定的状态下，也可以在水下实现强大的、可逆的粘合。三种不同的弹性体具有几乎相同的几何形状和模量值，但水接触角明显不同，用于制备蘑菇形干胶。在空气和水下对这些材料进行测试表明，表面润湿性对粘合性能的影响极其重要，材料的亲水性越强，水下粘合性能降低的幅度就越大。

 

 准确的粘接强度将是表面之间的水下界面能和单个纤维的特定破坏模式的函数。据计算，对于特定的疏水表面组合，这种水下附着力可能大于干附着力。如果结构材料是疏水性的，并且不需要特殊的表面处理、毛细作用力、吸力或粘着剂，那么在水下实现可逆的强力粘合是可行的，这可能会使这些粘合剂在潮湿环境中具有更多的通用性。这些洞察力可以通过改变周围流体的表面润湿性或表面张力来控制粘合强度。

Remote Control over Underwater Dynamic Attachment/

Detachment and Locomotion

DOI: 10.1002/adma.201801595

单位：中国科学院

研究者一直努力模仿壁虎迷人的粘附能力，但水下可逆粘合剂的开发一直滞后。以贻贝为灵感的多巴胺化学的出现为制备水下粘合剂提供了可能性，但对于这种系统来说，模拟壁虎脚可逆的、快速的动态附着/脱离机制仍然是一个悬而未决的问题。本文献作者通过合成一种热敏性聚多巴胺丙烯酰胺共聚物，然后将其修饰在蘑菇状的聚二甲基硅氧烷柱状阵列上，可以制备一种新型的水下热敏性壁虎类胶粘剂，在共聚物的较低临界溶液温度以上的附着状态下获得高粘附性，而在共聚物的临界溶液温度以下的分离状态下获得低粘附性。

通过将Fe3O4纳米粒子集成到热敏性壁虎状粘合剂中，可以设计出响应近红外激光辐射的热敏性壁虎状粘合剂，成功地实现了对附着力的快速、可逆遥控，从而利用法向附着力和侧向摩擦力的对比力变化，实现对水下重物的捕获和释放。还证明了该材料可以组装在水下移动装置的轨道上，实现可控运动。

这为开发具有动态附着/分离能力的智能水下壁虎机器人打开了大门。

An All-in-One Tannic Acid-Containing Hydrogel Adhesive with High

Toughness, Notch Insensitivity, Self-Healability, Tailorable

Topography, and Strong, Instant, and On-Demand Underwater

Adhesion

DOI: 10.1021/acsami.1c00637

单位：大连理工大学

    具有机械韧性和水下粘附性的水凝胶可引起各种生物医学应用粘合剂设计的范式转变。因此，本文献作者创新性地开发了一种简单而高效的策略来制备水凝胶粘合剂，该粘合剂具有强大的水下粘附性和瞬间粘附性、按需分离、高韧性、缺口不敏感、自愈性、低膨胀指数和可裁剪的表面形貌。本作者提出了一种聚合冻干接合制备方法，将单宁酸(TA)引入到聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)的共价网络中，聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)具有相当高的分子量。

TA的存在通过形成共同的强非共价键并提供疏水性以允许憎水，并在二元网络内提供可逆的交联以改善凝胶的机械性能，从而促进了与各种底物的湿粘附力。长链PEGDA通过允许链扩散和缠结的形成，提高了TA偶联的有效性和稳定性，并有助于凝胶的力学和粘附性。此外，与商业组织粘合剂相比，PEGDA/TA水凝胶在皮肤创伤动物模型中具有生物相容性和促进创面愈合的能力，可用于治疗表皮和体内创面。

此作者的研究为具有优异机械和粘合性能的一体化水凝胶的设计原理提供了新的、至关重要的见解，并有可能提高水凝胶粘合剂在伤口愈合方面的功效。