章魚吸盤是仿生科學(xué)家關(guān)注并進(jìn)行研究的代表性領(lǐng)域。韓國成均館大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)近日宣布，已找到章魚吸盤獨(dú)特的突起原理，并在世界上最先開發(fā)出了模仿章魚吸盤，在水中或潮濕的環(huán)境中不用粘合劑即可拆卸的補(bǔ)丁材料。
目前用化合物制作的黏著材料存在一些問題，諸如，若黏著表面濕潤，黏著力就會(huì)消失，或者會(huì)留下黏糊的污染物等。研究團(tuán)隊(duì)關(guān)注章魚吸盤內(nèi)部的立體突起結(jié)構(gòu)，首次對(duì)章魚吸盤的黏著原理進(jìn)行了研究。此外，研究團(tuán)隊(duì)還在工學(xué)上對(duì)此進(jìn)行設(shè)計(jì)和模仿，開發(fā)出黏著補(bǔ)丁。這種黏著補(bǔ)丁不僅在濕潤的表面，在水中或人有褶皺的皮膚等各種環(huán)境中也可反復(fù)拆卸一萬次以上，且不會(huì)留下污染物。章魚吸盤內(nèi)部有一種球狀突起，因此具有較強(qiáng)的黏合力。章魚吸盤肌肉收縮時(shí)，將表面的水分排出，剩余的水分則被推到球狀突起和吸盤內(nèi)部表面之間的空隙，由此制造出真空狀態(tài)。研究成果以“A wet-tolerant adhesive patch inspired by protuberances in suction cups of octopi"為題刊登在Nature上。同期，普渡大學(xué)的Jonathan J. Wilker為該成果撰寫了題為“Materials science: How to suck like an octopus”的新聞評(píng)述（Nature，2017，DOI：10.1038/546358a）。
圖一、受章魚吸盤突觸啟發(fā)制備的粘合貼片
圖二、不同結(jié)構(gòu)、不同環(huán)境測試類章魚結(jié)構(gòu)（OIA）粘合劑的粘著力以及在水下傳輸?shù)谋砻嫖廴拘?/strong>
圖三、OIA在濕潤環(huán)境的吸附機(jī)制
圖四、OIA粘合劑在豬皮表面的粘附強(qiáng)度測試
研究團(tuán)隊(duì)表示，最近醫(yī)療和半導(dǎo)體材料市場正在互相融合，對(duì)清潔粘著材料的需求正在逐漸增大。期待應(yīng)用章魚吸盤原理的補(bǔ)丁元件將為醫(yī)療用補(bǔ)丁、診斷治療用可穿戴設(shè)備或器官組織縫合等各領(lǐng)域提供劃時(shí)代的原創(chuàng)技術(shù)。
論文鏈接：http://www.nature.com/nature/journal/v546/n7658/full/nature22382.html
資料來源：科技部、材料人
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