财讯：德国：今年研发出超疏液仿生纤维粘合材料

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最近，德国马克斯·普朗克智能系统研究所的科学家开发出了一种维持粘接性能、具有超疏液性、期望将来在生产生活中广泛应用于各种液体覆盖的表面的仿生粘接材料。

壁虎脚上的衬垫有微米或纳米级的纤毛阵列，由于顶端有分叉的绒毛，可以很容易地攀登玻璃、墙壁等各种表面。 这种优良的附着能力基于分子间力等原理。 近十年来，在此基础上仿生开发的纤维粘接系统得到了迅速发展，但一直没有处理接触界面有液体会影响粘接性能的问题。 现在德国科学家用蘑菇状的纤维设计处理了这个难题。

仿生机器人在粘接中利用分子间力(也称为范德华力)。 仿生纤维表面和物体表面必须达到接近分子水平的接触，两者之间产生足够的范德华力，无法维持粘接性能。 如果接触界面有油等液体，由于表面张力低，油可以迅速润湿表面，一般散布在纤维的纤毛和纤毛之间，将它们聚集起来失去粘合力。

马克斯·普朗克智能系统研究所的威利·马泰宁博士和甲氧基教授等人开发出了比较具有超疏液性的仿生粘合材料。 利马泰宁博士说，我们开发了特殊的蘑菇形绒毛结构。 这种材料不仅可以排斥水，还可以比较有效地排斥所有含油液体，始终保持粘合力。

纤维尖端的精致设计是这种材料耐油的关键。 在材料制造过程中，科学家采用了双光子激光光刻技术。 利马泰宁博士解释说，即使在表面张力非常低的情况下，纤维前端的t形悬垂(像蘑菇一样)也能够支撑液体，是实现超疏液性的原因。 纤维顶端这种t形悬垂的高度约为40微米，瓶盖直径约为28微米，瓶盖下的最小直径约为10微米。 通过这样的结构，当液体散布在纤维的前端时，由于表面张力具有向上的分量，因此能够防止液体在两根纤维之间滑落。

该研究将蘑菇形纤维阵列较为有效的粘接原理与基于双凹角纤维顶端几何形状的疏液性结合起来，保持纤维顶端表面光滑，获得较高的干燥附着力，同时不伴随表面化学修饰，具有弹性和拉伸性。 韦斯特蒂教授补充说，受壁虎启发的纤维粘合材料现在可以在不损害粘合力的情况下粘合在潮湿的表面上了。 例如，登山机器人可以使用这种粘合材料攀登湿玻璃板。 工业上，涂有这种材料的机械手，可以抓住布满液体的物体后再放下。 李山