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无需胶水即可粘合软材料

2023-05-04 21:15:18 来源: 用户:杜学瑞 

如果您是艺术和手工艺品的粉丝,您可能熟悉液体胶水的凌乱、粘稠、令人沮丧的性质。但是ACS应用材料与界面的研究人员现在有一种全新的方法,可以将柔软的东西焊接在一起,而根本不需要胶水。他们已经展示了一种通用的“电粘附”技术,该技术可以通过电流穿过柔软的材料来相互粘合。

几乎任何情况都有胶水,无论是涉及塑料、织物、木材还是其他。但是,当材料柔软而柔软时,事情就会变得有点棘手,例如组织或工程器官。包括3D打印在内的策略通过一次将整个结构(例如器官)融合在一起来完全避免胶水。

但这可能既缓慢又费力,并且需要先进的技术设备。另一种选择可能是电粘合,其中电场用于将带相反电荷的材料保持在一起,在材料组件之间形成附件。这可能涉及化学键,如离子键,或更多的物理连接,如将聚合物链诱捕在一起。

此外,它只适用于家用电池和铅笔芯。此前,Srinivasa Raghavan及其同事表明,电粘附可以可逆地将凝胶固定在组织上,而无需缝合。但是现在,他们想看看这项技术是否可以适用于任何两种材料,因为它们具有相反的电荷,可以精确地、可逆地将它们结合在一起。

为了探索这种现象,研究小组除了测试了一种凝胶外,还测试了一种凝胶,以及由藻酸盐或壳聚糖制成的三种类型的胶囊 - 两者都是天然存在的聚合物 - 带正电荷或负电荷。当连接到石墨电极并暴露在 10 V 电场下约 10 秒时,带相反电荷的材料粘在一起。

这种结合足够坚固,可以承受重力,先前实验的证据表明它可以持续数年。然而,通过逆转电流,这种联系很容易被打破。该团队用单独的球形胶囊组装链条甚至3D立方体。

研究人员还使用电粘附技术按电荷对胶囊进行分类,要么将带电凝胶放在几个胶囊的顶部,要么用将胶囊粘附在自己身上的指尖“机器人”触摸它们。研究人员说,这项工作证明了电粘附的普遍性,有朝一日可以用于机器人和组织工程。

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