8月8日消息,研究人员在Nature Communications发表名为“Macroscopic assembly of supramolecular coacervates for underwater adhesion”的研究,报道了一种名为BP16TPB的可回收超分子离子液体粘合剂。该材料在陶瓷表面水下环境中仅需010秒即可达到1.1 MPa的粘合强度,突破了水下粘合领域长期存在的技术瓶颈。 水下粘合的核心挑战在于水化层——水分子吸附在浸没表面形成液态薄膜,阻止粘合剂与基底直接接触,导致粘合力极弱。现有水下粘合剂系统各有局限:邻苯二酚基粘合剂通过氧化交联固化速度慢;乙烯基粘合剂需要光照才能聚合;异氰酸酯粘合剂与水反应释放二氧化碳气泡;环氧树脂因竞争性水吸附固化缓慢。 BP16TPB利用Marangoni效应驱动溶剂交换,有效排除了界面间的水分子,并触发了可逆的超分子自组装。这一机制使粘合剂能够迅速与基底建立强力接触。实验表明,该粘合剂在海水、淡水和宽pH范围溶液中均表现出优异的稳定性,且材料可回收重复使用。 这一成果在海洋工程、水下设备维修、船舶制造和海洋能源设施等领域具有广泛应用前景。传统水下维修需要干燥环境或特殊固化条件,而快速、高强度、可回收的水下粘合剂可大幅降低施工成本和时间。 (来源:AZoM)