你是否經(jīng)歷過膠帶粘住就難以取下的煩惱？傳統(tǒng)膠帶雖然方便實(shí)用，但它們?cè)谑褂煤箅y以揭除且經(jīng)常留下難以清理的殘膠，這一問題長期以來困擾著許多用戶。記者了解到，西安交大研究團(tuán)隊(duì)在智能粘附研究中取得新進(jìn)展，成功開發(fā)出一種智能膠，可實(shí)現(xiàn)瞬間粘合，輕松分離！

智能膠帶 受訪者供圖

醫(yī)療手術(shù)和生物醫(yī)學(xué)工程中，開發(fā)既安全又可靠的臨時(shí)粘合技術(shù)依然面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的粘合技術(shù)，如縫合和使用生物膠，雖然廣泛應(yīng)用于臨床，存在著手術(shù)程序復(fù)雜、恢復(fù)時(shí)間較長或易引起組織排斥反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)。

近年來，隨著合成生物學(xué)和智能材料科學(xué)的快速發(fā)展，學(xué)者們開始探索新型的粘合方法，希望為患者提供更為精準(zhǔn)、可控且對(duì)生物組織友好的粘合方案?！霸卺t(yī)療領(lǐng)域尤為顯著，例如用于皮膚監(jiān)測(cè)的傳感器和作為手術(shù)線替代品的生物膠帶，這些應(yīng)用不僅需要在使用時(shí)保持強(qiáng)力和穩(wěn)定的粘合效果，而且在不需要時(shí)也能輕松地被移除?！蔽靼步煌ù髮W(xué)秦立果研究團(tuán)隊(duì)的盧山博士向記者介紹，這一發(fā)展趨勢(shì)推動(dòng)了對(duì)粘合材料更高標(biāo)準(zhǔn)的追求，以滿足現(xiàn)代醫(yī)療和健康監(jiān)測(cè)中對(duì)便捷性和功能性的雙重要求。

針對(duì)粘附技術(shù)的先進(jìn)需求，西安交通大學(xué)秦立果團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)出了一種智能粘附材料。這種材料的核心創(chuàng)新在于其能夠通過電控制，實(shí)現(xiàn)與物體間的快速粘附及輕松分離，為粘附技術(shù)領(lǐng)域帶來了一次重大突破。

盧山博士、王征博士、秦立果副教授在研究工作中。 受訪者供圖

記者了解到，該團(tuán)隊(duì)采用了一種可控離子遷移的控制電場(chǎng)方法實(shí)現(xiàn)了生物界面的快速粘附與分離。在模擬生理鹽水條件下，陰離子性的卡拉膠水凝膠在正向電壓作用下，可形成低電壓以及可控的離子遷移，由此獲得了界面間穩(wěn)固的粘合力。而在反向電壓作用下，可輕松、快速分離。研究人員通過電化學(xué)分析并闡明了其可逆電附著的機(jī)制。在電場(chǎng)（正向電壓）和pH值變化下，粘合界面之間雙離子層形成。當(dāng)施加反向電壓時(shí)，由于離子遷移和擴(kuò)散，雙離子層被破壞，導(dǎo)致附著強(qiáng)度降至低于0.1 kPa，從而發(fā)生分離。此外，該粘合系統(tǒng)展現(xiàn)出了卓越的機(jī)械穩(wěn)定性和電化學(xué)穩(wěn)定性，歷經(jīng)1000個(gè)循環(huán)后，其電荷存儲(chǔ)能力的變化小于7%。通過一系列實(shí)驗(yàn)，充分驗(yàn)證了這種新型膠帶在皮膚及各類器官表面的粘附性和可逆性，展示了其在醫(yī)療健康監(jiān)測(cè)和治療等領(lǐng)域的巨大應(yīng)用潛力。近日，相關(guān)研究成果以《由低離子濃度遷移實(shí)現(xiàn)的電可逆粘附在生物醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用》為題發(fā)表于國際權(quán)威期刊《化學(xué)工程》。西安交通大學(xué)現(xiàn)代設(shè)計(jì)及轉(zhuǎn)子軸承教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為第一通訊單位，西安交通大學(xué)機(jī)械學(xué)院在讀博士生盧山為第一作者，秦立果副教授為通訊作者。

“這項(xiàng)研究在精確控制粘附過程的技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新，特別是其在醫(yī)療領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用前景，將為未來的治療方法和醫(yī)療手術(shù)帶來革命性的改變?！贬t(yī)療領(lǐng)域相關(guān)人員表示。

記者了解到，未來，該團(tuán)隊(duì)將計(jì)劃進(jìn)一步擴(kuò)展這種智能膠帶的應(yīng)用范圍，目標(biāo)不僅限于醫(yī)療領(lǐng)域，還將探索其在工業(yè)應(yīng)用中的潛力，特別是在攀爬機(jī)器人等領(lǐng)域?！巴ㄟ^將這項(xiàng)研究成果轉(zhuǎn)化為實(shí)際的產(chǎn)品和技術(shù)，希望能夠?yàn)楦餍懈鳂I(yè)帶來更加廣泛的應(yīng)用，開啟粘附技術(shù)新的應(yīng)用時(shí)代?！北R山說。

責(zé)任編輯：黃蕊