粘附行为不仅影响设备和结构的功能和性能，还直接决定了系统的可靠性。作为衡量粘附性能的重要指标，粘附耐久性对各种粘附系统的服役寿命和鲁棒性起着决定性作用。然而，物体在表面上能够持续粘附多久是一个持续了数个世纪的谜题，这归因于其复杂的影响因素及粘附寿命的长时间跨度—从几毫秒（例如液滴撞击、变色龙捕食和壁虎攀爬）到几秒（机器人运动）、几分钟（机器人抓手和微纳组装）、几小时/几周（医用贴片和敷料）、几个月/几年（可穿戴设备、复合材料和藻类污染）、甚至数个世纪（如基础设施的加固）。即便在现今，精准预测长期尺度下的粘附寿命仍是一项重大挑战。尽管学者们已进行了大量的耐久性测试和试验，并发展了相应的理论模型来解释粘附失效机理并进行寿命预测，但大多数理论仅提供经验或半经验公式，往往局限于特定工况或应用场景，未能深度探讨潜在的力学机理。此外，现有基于物理机制的相关基础研究往往只关注裂纹扩展引起的快速脱粘，仅适用于界面粘弹性耗散主导的短期粘附行为，无法解释诸如挂钩失效等长期粘附后的突然脱粘现象，更难以准确预测长时间尺度下的粘附寿命。

  相关研究以“Long-term adhesion durability revealed through a rheological paradigm”为题发表在Science 子刊 Science Advances上。夏焜校长讲席教授、高华健院士、王冠楠研究员为论文共同通讯作者；新加坡南洋理工大学博士后研究员令狐昌鸿（导师高华健院士和夏焜校长讲席教授）为本文第一作者；浙江大学吴锐博士（导师王冠楠研究员）、新加坡南洋理工大学联合培养博士（导师夏焜校长讲席教授）为论文共同第一作者。其他作者包括中国科学技术大学本科生和新加坡南洋理工大学暑研学生陈煜晴、浙江大学博士生黄玉麟、新加坡南洋理工大学本科生 Young Jae Seo、新加坡南洋理工大学李华教授。

图1. 自然界和日常生活中观察到的三种典型脱粘方式。(a) 裂纹扩展导致的立刻脱粘：细小的沙粒粘附在指尖，在抬起指尖时通过裂纹扩展方式迅速脱粘。(b) 蠕变脱粘：一个负载4.5千克矿泉水的挂钩粘附在橱柜底部，经过一段稳定粘附时间后突然脱落。(c) 永久粘附：古人使用矿物颜料创作的在岩画作品留存了数万年。即使在今天，通过扫描电子显微镜仍能清楚地观察到颜料颗粒牢固地粘附在岩石表面。

原文链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adt3957

作者简介：

令狐昌鸿

  新加坡南洋理工大学博士后研究员（导师高华建院士和夏焜校长讲席教授）。

  浙江大学工程力学学士和固体力学硕士（导师宋吉舟教授）、新加坡南洋理工大学固体力学博士（导师高华建院士和夏焜校长讲席教授）。长期致力于智能界面粘附力学及其应用、软物质力学、断裂力学研究。研究主要基于界面力学、物理和化学原理，揭示不同条件下界面粘附强度强弱控制的机理，探索界面粘附强度调控的规律；并基于此，利用智能材料和结构设计，研发自适应界面粘附系统，集成并应用于机器人、机械手、无人机、智能可穿戴、柔性电子器件、微纳组装、巨量微转移、生物医疗、超材料、航空航天航海等领域。在JMPS、EML、IJSS、PNAS、National Science Review、Science Advances、Nature Communications、npj Flexible Electronics、Advanced Functional Materials、Soft Matter等国际知名期刊上发表SCI论文30多篇，于Elsevier发表专著一章。授权中国国家发明专利7项，实用新型专利6项，申请国际专利2项。同时，担任国际期刊 Int. J. Smart. Nano. Mater. 的青年编委，以及JMPS、Sci. Adv.、Adv. Funct. Mat.、Adv. Intell. Syst.、Adv. Robot. Res.、EML、IJMS 、Research、The Innovation 等十多本SCI期刊的审稿人。

吴锐

  浙江大学博士，导师王冠楠和徐荣桥教授。主要从事界面粘附力学及其应用、结构加固分析和复合材料理论研究。在Science Advances、IJMS、Composite Structures、Engineering Structures等国际知名期刊上发表SCI论文9篇。曾获得国家奖学金等奖励荣誉。2022-2023年获得国家留学基金委资助赴新加坡南洋理工大学机械与航空工程学院夏焜教授课题组联合培养。