“用于可切换水下粘附的纳米水凝胶刷”
物理化学杂志
壁虎以不费吹灰之力就能爬上墙壁，并在天花板上倒置而闻名。即使在湿滑的雨林中，蜥蜴也能保持抓地力。现在，科学家们已经发明了一种双面粘合剂，它可以复制这种可逆的能力，即使在潮湿的条件下也能粘在表面上或不粘在表面上。他们说，他们的研究成果发表在美国化学学会的《物理化学杂志》上，可能在水下机器人、传感器和其他仿生设备中有用。
受壁虎从光滑如玻璃的表面附着和释放脚的自然能力的启发，科学家们已经制造出了许多粘合剂，它们可以随着温度、光线或磁场的变化而类似地粘附和脱落，但大多是在干燥的条件下。将其扩展到水下场景的一个很有希望的方法是，水凝胶可以根据不同的酸度水平和其他条件膨胀和收缩。这些体积差异改变了凝胶的摩擦和粘性水平。冯舟、丹尼尔·迪尼和同事最近开发了一种将纳米结构水凝胶纤维集成到无机膜上的方法。即使在潮湿的情况下，材料的摩擦和粘性水平也会随着pH值的变化而变化。研究人员希望进一步扩展这一策略，使粘合剂在两面都起作用。
研究人员首先将无机膜制成双面膜，然后在两面添加水凝胶纳米纤维。测试表明，该材料在酸性液体（pH值为2）中表现出超高的摩擦和附着力，当添加碱性溶液（pH值为12）时，该材料会迅速切换到超低摩擦和附着力状态。此外，材料的两面可以相互独立地粘附和滑动。
作者承认来自中国国家自然科学基金和英国工程和物理科学研究委员会的资金。