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美研发水下智能粘合剂施加电流7秒就可消除粘性

文章来源：未知更新时间：2020-03-13 16:56:31

据外媒报道，美国密歇根理工大学（Michigan Technological University）的生物医学工程师们只需轻轻一击电流，就能在七秒钟内将水下智能胶水原型机从粘性状态变成不具粘性。

　　让胶水变得智能的方法是能够自如启用和消除粘性，在露天环境下能够顺利做到，但是在水下做到却是另一回事。受自然启发，密歇根理工大学研究人员发现儿茶酚是一种合成复合物，模仿了贻贝分泌的虽然湿润但具粘性的蛋白质，为研发在水下工作的智能粘合剂提供了基础。该技术有助于用于制造水下胶水、伤口敷料、假肢附件、甚至汽车零部件以及用于其他制造业。

　　密歇根理工大学生物医学工程系副教授Bruce Lee是海军研究办公室（ONR）青年研究员项目（YIP）的一员，他展示了如何使用pH值来制作智能水下粘合剂。与博士研究员Saleh Akram Bhuiyan合作，Lee研发了一种新方法，使用电流来启用和消除含有儿茶酚的物质的粘性。

　　该研究小组创建了一种可重复的接触力学测试，可以测量施加电流前后，粘合剂的粘性程度。

　　Lee表示：“很多人都在使用儿茶酚模仿贻贝及贻贝的粘性蛋白质，但是采用电来消除其粘性是一种新方法。此种方法比我们之前采用的pH值方法更方便，而且应该更容易与电子设备集成，意味着也可以自动将其与电子设备分离，就像按下按钮一样简单。”

　　未来，儿茶酚粘合剂可能有助于将设备粘附到潜艇的外壳上，但是无法在水下呼吸器中测试原型。相反，Lee和Bhuiyan需要在实验室中控制一组变量，虽然听起来很简单，但是让电流通过一种材料，并检查其粘性实际上是非常困难的。

　　Bhuiyan研发了一种装置，采用了一个钛球和一个铂丝电极，对粘合剂实施电流刺激，该粘合剂在盐水中与该钛球接触。此种方法可以很容易地控制电线、胶水和钛球的电压，以及控制盐水的盐度。电流运行的时间长度也很重要，随着时间、电压和盐度的增加，儿茶酚粘合剂的氧化程度也会增加，粘性也会变得更弱。如果电压足够强，胶水在7秒钟之内就会脱落。

　　Bhuiyan表示：“此种方法的新奇之处在于电流的使用以及很短时间就可让胶水脱落。我发现这个实验最不寻常的地方是颜色的变化，一开始是白色，当通电后，材料的粘性就会消失，被氧化成红色。”

　　研究的下一步是将红色变回白色，智能胶水的特点不仅是使粘合剂失去粘性，还需要让其重新具备粘性。Lee与博士研究生Ameya Narkar通过利用pH值实现了这一点。

　　从无痛绷带到水下胶水，从汽车齿轮到假肢，含儿茶酚的粘合剂都是一种多功能且具有前景的材料。（文中图片均来自密歇根理工大学）（作者：余秋云）

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