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【科研摘要】

具有牢固，快速和稳定的粘附能力的水下粘合剂已成为各种工业应用的迫切需求。最近，东华大学武培怡教授团队已经开发了基于富含氟的聚（离子液体）和相应的离子液体单体的高度透明的离子凝胶并将其用作水下粘合剂。利用这种离子凝胶的出色界面适应性和高机械强度，可以实现强大而稳定的水下附着力。

水下粘合强度可高达5.18±0.27 MPa。此外，它还可以在很宽的pH范围（0–14）内实现牢固的键合。还开发了基于离子凝胶的防水透明胶带，它可以在潮湿和水生环境中进行维修工作。相关论文以题为A highly transparent ionogel with strength enhancement ability for robust bonding in an aquatic environment发表在《Materials Horizons》上。

【主图导读】

图1（a）IGs粘附在基材上并原位聚合以在水生环境中形成强粘附力的示意图。（b）IG0.5在可见光波长范围内的透射率。（c）IG的真实应力-应变曲线。（d）pIG的真实应力-应变曲线。（e）抛光玻璃的照片。（f）用IG2粘接后的抛光玻璃的照片，粘接区域变为透明。（g）玻璃和pIG2之间的结合界面的SEM显微图像。

图2（a）在水生环境中用IG0.5粘合的玻璃的数码照片。（b）在水生环境中玻璃粘合中的IG的剪切剪切曲线。（c）玻璃的数字图片，将其与IG0.5粘合并在紫外线下进一步原位聚合。（d）在水生环境中与玻璃结合的pIG的弯曲剪切曲线。（e）具有不同重量比的PIL和IL的IG和pIG的水下粘附强度。（f）不同底材的pIG的水下粘合强度。

图3（a）pIG2-N样品的真实应力-应变曲线。（b）用于玻璃的pIG2-N样品的弯曲剪切曲线。（c）不同材料的pIG2-N样品的水下附着强度。（d）pIG2-N0.4在不同溶液中对不同材料的水下粘附强度。（e）pIG2-N0.4在水生环境中的粘附强度的长期稳定性。（f）比较文献中报道的pIG2-N样品和粘合剂的水下粘合性能。

图4（a）尺寸为20×20 cm的防水透明胶带的照片。（b）PET和防水透明胶带在可见波长范围内的透射率。（c）照片显示防水透明胶带在水生环境中修复桶中孔的能力。（d）防水透明胶带在不同材料上的水下粘合强度。（e）防水透明胶带与铁在不同环境下的粘合强度。

【总结】

已经开发了基于聚（离子液体）和相应的离子液体单体的富氟离子凝胶。 由于离子凝胶的疏水性，它可以消除水分子的干扰，并在水生环境中与底物充分接触。在离子液体单体的原位聚合之后，离子凝胶的机械强度得到了极大的改善，并形成了牢固的附着力。水下附着强度可以达到5.18±0.27 MPa，远高于文献中的其他报道。此外，离子凝胶可以在1 M HCl，NaOH和NaCl溶液中保持强粘附力。还开发了基于离子凝胶的柔性防水透明胶带，可用于在潮湿和水生环境中进行维修工作。这种新型的粘合剂离子凝胶在水基设备，水下转移和水下软机器人领域具有广阔的应用前景。