(见习记者叶满山)中科院兰州化物所固体润滑国家重点实验室研究员周峰提出了基于物理化学耦合的多尺度深度水化机理，并基于该机理研发了水下自适应增强胶黏剂，实现了在高/低pH值、海水等恶劣环境下的水下牢固粘接，并在水下固沙、水下修复、粘接失效检测中得到验证。相关研究成果近日发表在《美国国家科学院院刊》上。
湿粘附在机械工程、海洋技术和医学中具有重要意义。但在固-固界面含水粘接过程中，水分子的存在很容易导致粘接失效，主要是因为界面水阻碍了胶黏剂与基材的接触和分子间相互作用的形成。对于界面水的去除，研究人员进行了各种尝试，如界面吸水、疏水排斥、挤压等，但这些方法都不能完全去除界面水，难以保证界面的高性能附着。
研究团队提出的物理化学耦合的多尺度脱水机理，包括凭借优异的润湿性对毫米尺度的界面水进行物理替代，以及通过异氰酸酯碎片与胶粘剂中的水发生化学反应形成的气膜，对微米尺度的界面水进行物理屏蔽和分子尺度的界面结合水消耗。水下自适应增强胶通过一系列瞬间自发的接触、铺展、润湿和凝胶化过程，实现了对基材表面的牢固粘接。
该水下自适应胶粘剂表现出优异的水下附着力和广泛的基材适用性，可在淡水、海水和不同pH值的水环境中实现从无机到有机材料的高性能粘接，峰值超过1600 kPa。良好的粘接性和无需外部能量输入的自适应增强性，使水下自适应增强胶黏剂在水下固沙、水下修复甚至粘接故障检测中显示出巨大的应用潜力。
相关论文信息:
https://doi.org/10.1073/pnas.2301364120
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