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蘇州大學(xué)嚴(yán)鋒教授團(tuán)隊(duì)AM：可水下使用聚離子液體彈性體膠粘劑
  發(fā)布日期：2024-10-30

由于膠粘劑的水敏性，在水性環(huán)境中的粘附往往受到基材表面水層的阻礙，極大地限制了應(yīng)用環(huán)境。因此，開發(fā)具有強(qiáng)附著力和通用性的新型水下粘合材料是一個(gè)重要的挑戰(zhàn)。粘合劑要提高其在水中的粘附強(qiáng)度需要幾個(gè)條件。首先，需要適量的親水性鏈段來破壞水化層，激活粘附表面。其次，疏水結(jié)構(gòu)將潮濕環(huán)境中的水層排干，防止吸水和膨脹以保持內(nèi)聚強(qiáng)度，同時(shí)保護(hù)親水單元與底物之間形成的相互作用不受水分子的影響。通過調(diào)節(jié)親疏水分子組成，可以去除界面水層并實(shí)現(xiàn)緊密的界面結(jié)合，從而有助于開發(fā)更強(qiáng)的水下粘合劑。

為了解決這一問題，蘇州大學(xué)嚴(yán)鋒教授團(tuán)隊(duì)通過疏水離子液體單體（[HPVIm][TFSI]）與丙烯酸2-甲氧基乙酯（MEA）的共聚，加入硼酸（BA）形成硼酸酯動(dòng)態(tài)交聯(lián)，合成了一種具有高強(qiáng)度、高韌性、高自愈能力和高離子導(dǎo)電性的聚離子液體彈性體膠粘劑（PIEA）。由于硼酸酯在水中解離，導(dǎo)致離子液體側(cè)鏈末端的羥基暴露出來，與底物之間發(fā)生非共價(jià)相互作用，在沒有任何外部預(yù)載的情況下，PIEA的粘附強(qiáng)度在12 h后可以自發(fā)地從幾乎沒有粘附增加到314 kPa。此外，PIEA可以開發(fā)用于軟傳感器或離子電極，以實(shí)現(xiàn)水下探測(cè)和通信。該策略為新型水下智能膠粘劑的開發(fā)提供了廣闊的應(yīng)用前景。該工作以“Strong, Spontaneous, and Self-Healing Poly(ionic liquid) Elastomer Underwater Adhesive with Borate Ester Dynamic Crosslinking.”為題發(fā)表在《Advanced Materials》上。

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