高性能可切换粘附材料需兼顾“本体强韧、粘接牢靠、按需脱附”，是对材料综合性能的极致挑战。南京大学王晓亮教授团队通过超分子弹性体中的相分离构建软受限体系，在其中诱导生成纳米棒状结晶的策略解决了这一难题。通过柔性两亲性聚硫辛酸（PTA）基质的界面氢键，引导聚己内酯二醇（PCL-OH）组装出的纳米棒状晶，实现了本体增强（本体韧性3.35 MJ/m3）和界面增韧（界面粘附韧性1609.31 J/m2）。借助热诱导相变即可调控界面作用，实现粘附状态切换（脱粘切换比14.49）。该策略的提出，为设计兼具强粘附、可控脱粘与柔韧性的生物粘附材料提供了新思路。

  2026年10月5日，该工作以“Supramolecular Elastomer Based Switchable Adhesives Regulated by Soft Confinement Induced Nano-Rod Crystals”为题发表在Advanced Materials上（Adv. Mater. 2026, doi:10.1002/adma.75286）。南京大学化学学院高分子科学与工程系的金琦博士是该文章的第一作者，南京大学王晓亮教授、南京工业大学郑严副教授和苏州大学严锋教授为论文的共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金委的支持。

  尽管热响应策略操作简便且适用于生物界面，现有材料仍难以在人体舒适温区内兼顾强粘附、柔韧性与稳定脱粘。因此，如何在人体舒适温区内同时实现高强度、高韧性、无残留脱粘和可降解性，仍是可切换生物粘合材料的核心难题。针对上述挑战，近期，南京大学化学学院高分子科学与工程系的王晓亮教授团队提出了一种软受限诱导纳米棒状晶，调控超分子弹性体可切换粘附策略（如图1所示）。该设计的巧妙之处在于，利用两亲性聚硫辛酸（PTA）柔性基质的界面氢键约束疏水性聚己内酯二醇（PCL-OH）的自组装，并在此软受限空间中诱导形成纳米棒晶体。纳米棒晶的增强作用与动态网络的可重构性相结合，使得强粘附与按需脱粘可以在一个材料上同时实现（如图1所示）。

图1  PTA-PCL超分子弹性体的分子设计、软限域诱导纳米棒结晶及热触发粘附切换机理

  温度变化驱动纳米棒晶的熔融与重建，使材料在晶体增强结构与无定形微相分离结构之间可逆转变（如图2所示）。透射电子显微镜结果显示，聚硫辛酸显著影响了PCL-OH的自组装形貌，使其由规则的六角形片状结构转变为纳米棒状晶体。偏光显微镜和原子力显微镜观察表明，低温下材料呈现含纳米棒晶体的“海岛”状结构；升温至42-45 ℃，晶体逐渐熔融，形貌转变为无定形的微相分离结构。XRD和SAXS结果进一步证实了该晶体的存在。

图2 结晶调控与温度依赖介观结构演变

  结合流变表征与快速扫描量热分析，从结晶动力学和网络松弛两个层面，揭示软受限环境如何调控晶体形成、链段运动及内聚性能（如图3所示），进而建立结构演变与强粘附、高韧性及温和热触发脱粘之间的构效关联。结晶态下，薄膜可与柔性基底牢固结合；熔融态下，薄膜能够轻松剥离，且无明显残胶。该材料在两种状态下均具有良好的拉伸性能和韧性，能够适应皮肤等柔性基底的变形。此外，该材料还表现出良好的细胞相容性和降解性能（如图4所示）。

图3 软受限结晶行为及其流变特性与动力学研究

图4 可切换粘附性、力学性能与降解行为

  分子动力学模拟（MD）表明，PTA与PCL-OH之间具有较强的界面相互作用，二者形成由氢键维持的部分相容体系。低场固体核磁共振的结果显示，相变区内界面相关的中间组分富集，同时PTA链限制了PCL-OH链段的运动，从分子层面揭示了界面作用调控的受限结晶行为。热循环会引起PTA-PCL表面黏弹性及组成的可逆变化；Raman、XPS及接触角测试结果显示，晶态表面的PTA比例较高，而熔融态表面的PCL-OH比例较高，从而实现表面粘接与脱粘性能的可逆转换（如图5所示）。

图5 分子动力学、低场固体核磁及表面表征揭示软受限结晶与粘附切换机制

  上述工作是团队围绕高分子多尺度动力学与智能粘附材料开展的系列研究的最新进展之一。该团队以核磁共振、流变学和多种界面原位表征方法为基础建立了一套研究高分子及其复合物材料的多尺度研究方法（Macromolecules, 2025, 58, 9171；2026, 59, 802）。近期特别关注到受限空间对高分子动力学的调控，并系统梳理了其与流变行为之间的关联（高分子通报, 2025, 38, 333）。以此为基础，团队通过共晶效应调控相变动力学，构建了可快速切换粘附状态的离子凝胶（Nat. Commun., 2025, 16, 8792）；通过聚硫辛酸基动态网络设计，开发了兼具强粘附、刺激响应脱粘及药物递送与健康监测功能的柔性贴片（Chem. Eng. J., 2025, 520, 166096）。这些工作形成了从智能粘附材料设计到多尺度动力学机制解析的研究积累，为本次以软受限结晶协同调控纳米增强与可逆粘附提供了材料基础与方法学的支撑。

  原文链接：http://doi.org/10.1002/adma.75286

  https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.75286