用于通过反向裂传播进行可编程粘附的元材料粘合剂
Dohgyu Hwang1,2, Chanhong Lee1, Xingwei Yang3
1Department of Mechanical Engineering, Soft Materials and Structures Lab, Virginia Tech, Blacksburg, VA, USA.
Nature materials
|June 22, 2023
概括
研究人员开发了新的超材料粘合剂,提供强而可逆的粘合. 这些先进的粘合剂允许调节强度和轻松释放,非常适合机器人和可穿戴设备.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机械工程 机械工程
- 粘附科学 粘附科学 粘附科学
背景情况:
- 传统的粘合剂要么具有高强度的永久性,要么具有低强度的可逆性.
- 现有的强可逆粘合剂通常需要复杂的制造或缺乏对强度和释放的独立控制.
- 目前的局限性阻碍了可穿戴设备,机器人技术和材料拆卸等领域的应用.
研究的目的:
- 开发具有同时强和可逆粘合力的新型元材料粘合剂.
- 为了实现对粘附强度和释放机制的独立控制.
- 为了实现多功能应用的空间可选择的粘合强度.
主要方法:
- 利用超材料中的编程切割架构来控制裂传播.
- 工程非线性切割,迫使裂向后传播,增强粘附.
- 开发了一个无面具的数字制造框架,用于快速定制.
主要成果:
- 通过通过反向裂生长抑制裂传播,实现了60倍的粘附增强.
- 通过允许相反方向的裂生长,证明了易于释放和可重复使用.
- 展示了可调节的粘附,同时在两个方向上独立编程的强度.
- 在各种粘合剂,基板和条件 (湿/干) 中验证了功能.
结论:
- 具有编程切割的元材料粘合剂在可调节的粘合方面取得了突破.
- 这项技术使强,可释放和可方向控制的粘合能够用于先进的应用.
- 数字制造方法允许快速定制粘合剂特性.
