蜗牛分泌一种黏液,其作用类似于强力胶,使它们能够附着在岩石等粗糙的表面。

受到蜗牛生物学这方面的启发,宾夕法尼亚大学、利哈伊大学和韩国科学技术研究所的科学家们创造了一种“本质上是可逆的”超级胶状材料。换句话说,它很容易脱胶。

粘合剂无处不在?在日常生活和工业应用中。实现强附着力和可逆性(或逆转附着力的能力)是一个挑战。利哈伊大学生物工程系教授兼创始主席Anand Jagota说,对于含水90%的水凝胶尤其如此。

他说,粘接剂通常分为两类:一类是强而不可逆的,比如超级粘接剂;另一类是可逆而可重复使用的,但强度较弱。

团队已经成功地克服了这些限制。他们在今天发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇论文中报告了他们的发现,这篇论文的题目是“由蜗牛启发而来的通过形状适应而产生的内在可逆的超级胶水”。

Jagota说:“我们发现了一种基于水凝胶的、可逆的、超胶状粘合剂,它将液体和干性粘合剂的优点结合在了一种材料中。”

研究小组报告说,当水合时,他们创造的软化凝胶通过低能量变形与目标表面适形适应,然后在干燥时锁定,其作用方式类似于蜗牛的epiphragm。epiphragm是由蜗牛和软体动物创造的临时结构。由干燥的黏液构成,在不活动的时候能保持水分,使蜗牛能附着在岩石等表面。

研究结果表明,在满足形状适应准则的情况下,以最小的残余应变能储存在系统中,非结构材料可以实现可逆的超强粘接。研究人员表示,这种新材料可以应用于平面和粗糙的目标表面。

“我们证明这个系统粘附强度是基于材料的内在,尤其是近地表属性,而不是任何近地表结构,为实际应用提供可逆性和易于扩展性。”材料科学与工程教授杨蜀补充道,宾夕法尼亚大学工程与化学与生物分子工程学院的第一作者。