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西安交大在软湿材料可拆卸粘接方面取得新进展

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    材料界面间的强韧粘接往往意味着难以分离,强行剥离可能导致基底材料的损伤甚至撕裂。随着柔性器件、可穿戴设备、伤口敷料、经皮给药等领域的发展,在水凝胶、生物组织、弹性体及无机固体等材料界面间同时实现强韧粘接与温和剥离这两个看似矛盾的功能具有重要的意义及应用价值。

   

近日,西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室、航天航空学院软机器实验室研究人员高扬博士等与哈佛大学锁志刚教授合作成功实现了材料光响应的可拆卸粘接。基于锁志刚教授提出的“拓扑粘接”思想,科研人员通过在界面引入一层光响应的离子交联聚合物网络与粘接物自身网络间形成拓扑缠结来实现强韧粘接,该交联聚合物网络在自然光条件下可稳定保持,而在60 mW/cm2的365 nm紫外光照下可迅速解离,使得粘接能可在3分钟内下降超过90%,从而实现了光响应的高效脱粘性能。他们提出了该交联聚合物网络与不同基底材料间相互联结的三种基本模型并在此基础上实现了水凝胶、生物组织、弹性体及无机固体等不同类型基底材料间的光响应可拆卸粘接。

研究论文“Photodetachable Adhesion”于近期在线发表于国际权威期刊Advanced Materials。西安交通大学航天航空学院青年教师高扬博士及研究生邬康伶为论文共同第一作者。美国工程院院士、哈佛大学锁志刚教授为论文通讯作者。西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室、国际应用力学中心(ICAM)、航天航空学院为该论文第一作者单位。

该研究工作得到了国家自然科学基金重点国际(地区)合作研究项目、青年项目等的资助,以及西安交大分析测试中心等的支持。

文章链接:https://doi.org/10.1002/adma.201806948

【延伸阅读】

航天航空学院软机器实验室由王铁军教授与锁志刚教授共同发起成立,于2014年底建成。实验室围绕新型智能软材料制备、力学特性分析、新型软器件设计、驱动传感等多学科交叉领域开展研究。目前实验室已产出Adv. Mater.、Nature Commun.、Science Adv.、J. Mech. Phys. Solids等一系列的高水平学术论文。


光响应可拆卸粘接的机理示意及效果图

2018-12-25
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