焦点热讯:●擅长黏结软材料 ●黏合方向可逆转“电黏附”：不需胶水的黏结新技术

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胶水是人们生产生活中常使用的一种重要材料，与传统的黏结工艺相比，使用胶水黏合材料可以降低生产成本，提高生产效率，同时提高产品的质量和可靠性。

当被黏合物是塑料、织物、木材等材质较硬的材料时，我们可以使用胶水对其进行黏合。可当被黏合材料的材质是柔软的，例如人体组织或人造器官以及某些新型机器人材料，那么仅依靠胶水就远远不能满足需求。目前，在不使用胶水的情况下，可以通过3D打印技术一次性将整个结构融合在一起，但这一过程不仅需要先进的技术设备予以支撑，而且还费时费力。因而，探索一种新型可黏合软材料的技术，是各国研究人员关注的焦点。

近年来，有国外研究人员先后在《自然·通讯》和《ACS应用材料与界面》上发表的文章中称，其探索出一种电黏附（EA）技术，不需要胶水就可将黏稠、柔软的东西“焊接”在一起。这种技术在黏合材料为相反电荷的情况下，通过在电场中使用低电压快速诱导阳离子和阴离子在材料之间形成连接，使两种材料在极短时间内牢牢黏附在一起，这种黏附强度可以超过20kpa，足以承受重力，甚至可能持续数年。这种黏附技术可以将毫米级的胶囊以3D方式组成坚固的结构，并比目前已知的任何替代技术都更快速、更容易。

研究小组发现，将3种由海藻酸盐或壳聚糖制成的胶囊（一种由带电生物聚合物与多价离子或带相反电荷的表面活性剂络合而形成的毫米级球体），连接到石墨电极上并暴露在10伏特电场中约10秒时，尽管接触面积很小，但这两种材料黏合在了一起。在去除电场后，这种黏附力无限期地持续存在。

此外，电黏附技术还可用于带电软物质的选择性分类。研究人员制成了一种“手指机器人”，在该机器人最外层为阴离子凝胶，当机器人接触到阳离子结构时，就会产生电黏附现象，从而在材料堆中准确地“拾取”带有相反电荷的胶囊，然后可通过反转极性来“放下”这些结构。

黏合技术可逆，是这一发现的亮点。研究人员发现，通过切换电场的极性就可以逆转这一黏合。他们在互相黏合的胶囊上通入与电黏附相反极性的电流，当其暴露在10伏特电场中约30秒时，这种黏附力就会被消除，因此使用电黏附技术可以消除和修复组装过程中出现的任何错误，这一点是其他黏合方式无法比肩的。但这种技术的局限性在于，想要实现电黏附技术，被黏合的两种材料必须具备相反的电荷极性，反之则不能实现。因此，如何使电黏附技术在更多的材料中得以运用，还需要进一步的研究探索。

随着社会的发展和科技的进步，相信在不久的将来，电黏附技术将更加成熟和完善，各种棘手的材料都可以通过这项技术进行黏合，并在组织工程、机器人和医学方面得到更加广泛的应用。

上图：“手指机器人”通过电黏附技术选择性地“拾取”相反电荷的胶囊。 资料图片（刘 柳 王梓嘉 黄辛舟）

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