强韧水凝胶与固体材料粘合技术突破：推动柔性机器与仿生系统发展,货代公司网站怎么建设
#网络推广 发布时间： 2025-02-28
自然界中的生物体，包含从完全柔软的腔肠动物到脊椎动物等各类生物。它们都是由凝胶、纤维等结构的各种生物材料融合而成的。技术上虽无法完全复制这些材料的复杂性，但强韧水凝胶具有独特性质，推动了柔性机器的发展，也推动了柔性电子产品的发展，并且催生了新一代的仿生系统。水凝胶可以与弹性体、聚合物、金属或矿化组织等固体材料进行复合，从而实现人造组织的高度功能化。但是，要克服不同物质与富含水的水凝胶粘合时界面韧性低的问题是极具挑战性的。最近有文献报道，通过自组装对基质表面进行官能化，能够实现韧性凝胶与无孔固体表面之间的牢固粘合；通过紫外（UV）引发聚合，能够实现与弹性体的粘合。然而，这些方法都需要让基质表面进行一段较长时间的固化过程。但这对于一些敏感的表面来说是难以做到的。所以，它们不能适用于各种各样的基质，并且在骨折愈合以及其他对时间有严格要求的应用（像快速成型和高通量制造）中，缺乏那种至关重要的即时性。最近，约翰开普勒林茨大学的（通讯作者）等人进行了相关报道。他们提出了一种方法，能够将水凝胶牢固地粘合在各种基质表面。此方法先是把氰基丙烯酸粘合剂分散到非溶剂里，接着把分散液旋涂到基质表面，最后把水凝胶按压在基质上。用这种方法制备出的复合体，其界面韧性能达到 2000 J/m2。研究者们利用这种方法制备了柔性传感器，还制备了发电机、自适应透镜以及柔性电子设备，这些柔性电子设备包括可伸缩电池、自供电电路和自动触发药物递送的电子皮肤。相关成果以“tough of for soft and”为题发表在某刊物上，某人和某人是本文的共同第一作者。
图文导读
图1：将水凝胶即时紧密地粘合到各种材料上。
H 到 J 展示的是镀铜的导电 PET 膜粘合在预拉伸水凝胶上的情况。
从 A 图能看出，粘合剂分散液有粘合作用，能粘合(ⅰ)水凝胶，能粘合(ⅱ)水凝胶与弹性体，还能粘合(ⅲ)水凝胶与可弯曲的薄膜；从图 B可知，粘合剂单体扩散到水凝胶和弹性体网络中后开始聚合，且粘合剂分子链与这两个网络发生了物理缠结；C 图和 D 图表明，剪断的导电水凝胶用本文的方法修复后，几乎完全恢复了机械性能和导电性；E 图、F 图和 G 图表示，将水凝胶与弹性体粘合在一起后，在面积上可以拉伸 1000%而不会被破坏；H 图、I 图和 J 图展示了将镀铜 PET 膜粘合到预拉伸水凝胶上的情况。
图2：即时粘合的界面韧性、光学透明性和可拉伸性。
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