近日,香港中文大学(深圳)张祺副教授研究团队与中国科学院长春应用化学研究所段晓征研究员团队在新型离子凝胶胶粘剂领域取得新进展,相关成果以“Ultra-strong Ionogel Adhesives via in situ Microphase Separation”为题,发表在Advanced Functional Materials。文章通讯作者为香港中文大学(深圳)张祺和中国科学院长春应用化学研究所段晓征。
胶粘剂在日常生活和工业生产中扮演着重要角色,广泛应用于建筑工业、深海探险、航空航天、机器人、可穿戴设备、医疗等领域。离子凝胶作为一种特殊的胶粘剂,具有优异的热、化学稳定性、非挥发性、导电性能,近年来备受关注。此类胶粘剂含有大量的带电体,可以在内部结构以及界面上形成丰富的非共价相互作用,实现优异的粘附性能;然而,离子液体的塑化作用通常会限制离子凝胶的力学性能和粘附效果,因此,目前其粘附性能鲜有超越10MPa。突破传统设计思路和粘附机制的局限,发展具有更高性能的离子凝胶粘材料,具有重要意义。
图1. 微相分离离子凝胶胶粘剂的结构与粘附性能示意图
图2. 离子凝胶胶粘剂的粘附性能测试结果
图3. 离子凝胶相分离和性能表征
图4. 界面相分离及粘附能的分子动力学模拟
本研究通过引入微相分离结构,提高本体能量耗散能力并对界面相互作用进行重排,实现了离子凝胶本体内聚能和界面黏附能的同时提升,进而在多种基材上实现超强的粘附性能。这种新颖的粘附增强策略为新型胶粘剂材料的发展提供全新的思路与见解。
论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202417011
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