近日，香港中文大学（深圳）朱世平、张祺团队提出了一种仅需少量水即可在不同基材上实现超强粘附的胶带，并将其命名为瞬态半胶水型胶带（TSGT）。此胶带由两亲性聚合物和离子液体组成，通过物理交联形成非共价网络。亲水基团的存在使得这种非共价网络很容易被水分子激活，使材料变软顺应基材表面；另一方面，材料的整体疏水性使其吸水量有限，水分在TSGT本体内部扩散并重新分布后，材料回到锁定状态，与基材形成高强度的粘接（如图1所示）。
施胶时，仅需在目标基材上滴加少量水，将TSGT按压在水滴的位置，等待一定时间即可获得极高的粘附强度（3MPa），远高于现有文献报道和商用胶带，可与结构胶相媲美。加水的方法包括但不限于喷洒、加湿、浸润等。此外，TSGT在不同粗糙度和材质的基材上，以及不同环境湿度、蒸馏水和浓盐水中均展现出优异的粘接性能（如图2所示）。
由于TSGT表面的高疏水性，施胶时界面残留的水层厚度仅为1μm，约1小时即可被完全吸收。纳米压痕和探针粘性测试的结果显示，在初始吸水阶段，材料的表面刚度和Oliver-Pharr折合模量下降超过5倍，与基材的脱粘功迅速上升至初粘时的20倍（如图3所示）。通过观察TSGT在粗糙表面（Ra=14.79μm）上按压后透光性的变化，发现在材料吸收水层后，粘接处的可见光透光率逐渐上升。其中，施胶1小时时透光率的变化最为明显，说明与基材表面形貌发生互锁依赖于水对TSGT表面的激活。
激活后的TSGT处于较低模量的状态，只有当水重新均匀分布后才能维持较高的本体强度。吸水后平衡48小时的TSGT与吸水前的样品相比，杨氏模量和玻璃化转变温度仅有较小幅度的下降，韧性几乎保持不变。不同含水量TSGT样品的动态力学数据可以拟合成一条主曲线，遵循“水含量-时间等效”模型，这意味着TSGT能在无需加热冷却的情况下实现类似热熔胶“锁定-解锁-重新锁定”的粘合过程（如图4所示）。简言之，水从表面层到本体的重新分布是胶带内部的自发过程，因而避免了脱水或冷却等繁琐的外部人为干预。
来源： https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202405511
期刊：Advanced Materials
论文题目：Robust transient semi-glue tape: ultrastrong adhesion empowered by water activation and self-locking
第一作者：香港中文大学（深圳）理工学院博士生姚乐
通讯作者：香港中文大学（深圳）理工学院朱世平教授和张祺副教授
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