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  利用粘合劑完成材料表面的高效粘接是日常生活中常見(jiàn)的材料加工方式之一，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)材料仿生設(shè)計(jì)、器件集成研究等的重要手段。相對(duì)于焊接或榫卯結(jié)構(gòu)而言，粘接處理更為方便、溫和，能夠極大地提升工作效率和降低成本。就其粘接過(guò)程而言，一方面借助粘合劑內(nèi)可反應(yīng)基團(tuán)（環(huán)氧、氰基丙烯酸酯、不飽和聚酯、活化酯等）或超分子相互作用實(shí)現(xiàn)材料間的快速粘接。另一方面，其粘接性能依賴(lài)于粘接劑本身的力學(xué)強(qiáng)度和韌性、與表面相互作用力大小以及界面處的應(yīng)力耗散效率。眾多研究發(fā)現(xiàn)韌性聚合物水凝膠是用作界面粘合的理想材料之一，不過(guò)要實(shí)現(xiàn)任意非選擇性表面的快速、高強(qiáng)與耐疲勞粘接仍然是一個(gè)值得思考的問(wèn)題，特別是如何完成復(fù)雜2D/3D材料或器件之間的高效粘接對(duì)發(fā)展生物與柔性電子等有著重要的參考意義。

  針對(duì)上述問(wèn)題，西北大學(xué)于游課題組報(bào)道了一種新的任意表面高效粘接策略，所用粘合劑綜合性能優(yōu)于普通商業(yè)產(chǎn)品（502、ergo等），成本僅為其二十五分之一。借助快速正交化的化學(xué)反應(yīng)途徑，粘合劑在自身固化為韌性聚合物凝膠的同時(shí)，可進(jìn)一步與表面通過(guò)共價(jià)鍵合的方式形成強(qiáng)粘附作用，僅需5到50秒即可實(shí)現(xiàn)任意表面的高效強(qiáng)粘接 (~3,000 J m^-2)。粘接界面在數(shù)千次大形變過(guò)程中仍然保持良好的耐疲勞特性(600 J m^-2)、力學(xué)與電學(xué)穩(wěn)定性等。同時(shí)其還適用于水下操作以及各種破損的及時(shí)修復(fù)，可在-200到150攝氏度范圍內(nèi)正常使用。另外，該類(lèi)粘合劑具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性和固化可控性，可通過(guò)涂覆/打印等方式實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和界面強(qiáng)粘附。該策略豐富了高性能聚合物凝膠研究?jī)?nèi)容，也為理解和發(fā)展界面高效粘接提供了參考路線。

  相關(guān)研究以“Printable Tough Adhesive for Instant Fatigue-Resistant Bonding of Diverse Surfaces”為題發(fā)表在《Advanced Functional Materials》上，并申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利一項(xiàng)�；瘜W(xué)與材料科學(xué)學(xué)院博士研究生柳具盆為文章第一作者，于游教授為通訊作者。該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)博士后科學(xué)基金等項(xiàng)目資助。

  全文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202107732