【介绍】

在水凝胶和固体表面之间实现牢固的粘合对于开发新兴的具有高复杂性的软硬混合设备至关重要。然而，由于其与固体表面的弱界面相互作用和可忽略的机械耗散，对于许多非粘性水凝胶而言，这是极具挑战性的。

【摘要】

最近，四川大学冉蓉教授/中国科学院大学(国科大）温州研究院陈强教授团队报告了一种相分离策略，可将传统的非粘性水凝胶转变为适用于各种固体表面的强力胶，而无需进行化学处理。在良溶剂和不良溶剂的混合物中平衡水凝胶会引起相分离，导致凝胶表面和大部分凝胶中聚合物体积分数的显着增加。凝胶表面的高密度聚合物链有助于与固体表面形成致密的非共价键阵列，从而改善了粘合的固有功，并有利于从裂纹前沿到本体凝胶的力传递。同时，本体凝胶中的相分离结构在界面分离时允许显着的机械耗散。这种协同作用有助于提高界面韧性。超过1000 J m-2的强韧性是即时且可重复的，经过100多次附着/分离循环后，界面韧性没有明显损失。这种简便，可重复的相分离方法也是通用的，可以由多种混合溶剂诱导，并适用于多种类型的常见非粘性水凝胶，以实现坚硬而又可分离的凝胶-固体粘合。相关论文以题为Transforming Non-Adhesive Hydrogels to Reversible Tough Adhesives via Mixed-Solvent-Induced Phase Separation发表在《Journal of Materials Chemistry A》上。

【主图】

图1.实现脆性水凝胶与固体表面牢固粘合的相分离策略的示意图。

图2.通过相分离将PAAm凝胶从非粘性凝胶调整为坚韧的粘合剂。

图3.相分离对PAAm水凝胶表面和整体结构的影响。

图4.相分离对PAAm水凝胶力学性能的影响。

图5.有效接触以实现坚硬的凝胶-固体粘附。

图6.坚硬的凝胶-固体粘合的通用性和可重复性。

图7.坚硬的凝胶-固体附着力使软刚性混合设备成为可能。