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 【介紹】

在水凝膠和固體表面之間實現牢固的粘合對于開發新興的具有高復雜性的軟硬混合設備至關重要。然而，由于其與固體表面的弱界面相互作用和可忽略的機械耗散，對于許多非粘性水凝膠而言，這是極具挑戰性的。

【摘要】

最近，四川大學冉蓉教授/中國科學院大學(國科大）溫州研究院陳強教授團隊報告了一種相分離策略，可將傳統的非粘性水凝膠轉變為適用于各種固體表面的強力膠，而無需進行化學處理。在良溶劑和不良溶劑的混合物中平衡水凝膠會引起相分離，導致凝膠表面和大部分凝膠中聚合物體積分數的顯著增加。凝膠表面的高密度聚合物鏈有助于與固體表面形成致密的非共價鍵陣列，從而改善了粘合的固有功，并有利于從裂紋前沿到本體凝膠的力傳遞。同時，本體凝膠中的相分離結構在界面分離時允許顯著的機械耗散。這種協同作用有助于提高界面韌性。超過1000 J m-2的強韌性是即時且可重復的，經過100多次附著/分離循環后，界面韌性沒有明顯損失。這種簡便，可重復的相分離方法也是通用的，可以由多種混合溶劑誘導，并適用于多種類型的常見非粘性水凝膠，以實現堅硬而又可分離的凝膠-固體粘合。相關論文以題為Transforming Non-Adhesive Hydrogels to Reversible Tough Adhesives via Mixed-Solvent-Induced Phase Separation發表在《Journal of Materials Chemistry A》上。

【主圖】

圖1.實現脆性水凝膠與固體表面牢固粘合的相分離策略的示意圖。

圖2.通過相分離將PAAm凝膠從非粘性凝膠調整為堅韌的粘合劑。

圖3.相分離對PAAm水凝膠表面和整體結構的影響。

圖4.相分離對PAAm水凝膠力學性能的影響。

圖5.有效接觸以實現堅硬的凝膠-固體粘附。

圖6.堅硬的凝膠-固體粘合的通用性和可重復性。

圖7.堅硬的凝膠-固體附著力使軟剛性混合設備成為可能。