水下粘附软材料因其在水下柔性电子和海洋探测等领域的广泛应用而受到大量关注。然而，由于水分子的干扰，材料在水中的粘附性能通常会大大降低，限制了其在水下的应用。虽然近年来基于仿生结构、疏水聚合物等策略实现了水下粘附，但目前设计的水下粘合剂仍面临界面适应性和内聚强度之间的矛盾，限制了其水下粘附性能的提升。

  近日，青岛大学于振川副教授联合东华大学武培怡教授研究团队提出了一种利用水分子原位调控粘合剂力学性能的新策略，即利用亲水单体和疏水单体的共聚，在水分子诱导下调节粘合剂内部聚合物链间相互作用，原位产生相分离结构，实现粘合剂的原位水致韧化，以解决水下粘附过程中界面适应性和内聚强度之间的矛盾。

  2026年5月29日，相关工作以“Harnessing Water Molecules for Strong Underwater Adhesion”为题发表在《Advanced Materials》上。第一作者为青岛大学硕士生麻彪龙。

图1. 水致韧化水下粘合剂的工作原理

  水合后粘合剂产生显著的相分离，力学性能显著提高，通过AFM、SEM、SAXS证实了双连续相分离结构的形成。此外，水合后粘合剂的玻璃化转变温度从干态的12 °C显著提升至20 °C，恰好位于环境水温范围，这使得聚合物链处于玻璃化转变区间，便于在剥离过程中产生更大的能量耗散。结合低场核磁明确了水诱导增韧的微观机制：亲水单元在水分子的刺激下发生自聚集，驱动材料内部原位形成了双连续相分离结构。

图2. 水诱导增韧的微观机制

  水合后粘合剂在剥离过程中观察到显著的能量耗散区。通过应力松弛测试证实了水合后粘合剂流动性大幅提高。结合时温叠加流变测试得到了水下粘附机制：水合后聚合物链处于玻璃化转变区间，并且剥离过程中聚合物链表现为耗散态，从而产生显著的能量耗散，水下界面韧性显著增加，使得水下界面韧性达到1602 ± 85 J m^-2。

图3. 水下粘附机制

  WITA在各种环境（不同基底、不同液体环境、不同温度）下均表现出优异的水下界面韧性。粘合剂还具备优异的耐久性（水下粘附90天粘附强度略微降低）和可重复使用性（5次水合-脱水循环后粘附强度无衰减）。此外，通过替换不同疏水单体组合，制备了同样具有水诱导增韧效应的水下粘合剂。

图4. 水下粘附环境适应性、普适性验证

  综上所述，本工作通过对黏合剂内部亲/疏水单元的精细设计，突破了传统水下粘合剂在界面适应性与内聚强度之间的矛盾，也为高性能水下粘附材料的开发及在海洋工程、柔性电子等领域的应用提供了新思路。

  原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.73571