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  仿生干粘附的概念已被提出20余年，然而，受材料等因素的制約，常規(guī)人造仿生干粘附結(jié)構(gòu)通常著眼于常溫環(huán)境下的高強(qiáng)度粘附問題，缺少對高溫環(huán)境下高強(qiáng)度無痕粘附的研究，極大地限制了仿生干粘附的應(yīng)用領(lǐng)域。

  近期，中北大學(xué)祝錫晶教授團(tuán)隊聯(lián)合西安交通大學(xué)邵金友教授/田洪淼教授團(tuán)隊提出了一種新型的氟橡膠&納米填料基仿生干粘附結(jié)構(gòu)，該干粘附結(jié)構(gòu)通過仿生雄性金邊龍虱跗節(jié)處的吸附墊，在接觸末端引入了陣列的“吸盤狀”微結(jié)構(gòu)。由于氟橡膠與碳納米管填料固有的耐高溫特性及“吸盤狀”末端結(jié)構(gòu)設(shè)計，該干粘附結(jié)構(gòu)在室溫至大于200℃的寬溫度區(qū)間內(nèi)均可展現(xiàn)出高于常規(guī)聚合物基仿生干粘附結(jié)構(gòu)的粘附強(qiáng)度（>350 kPa）及粘附效率（可達(dá)77.7）。更重要的是，該干粘附結(jié)構(gòu)在高溫環(huán)境下可實現(xiàn)無痕粘附，不會對目標(biāo)表面造成污染，這是常規(guī)聚合物基仿生干粘附結(jié)構(gòu)所無法達(dá)到的。此外，還可通過調(diào)節(jié)納米填料的含量來精確調(diào)控結(jié)構(gòu)的整體等效模量，從而實現(xiàn)粘附強(qiáng)度的進(jìn)一步增強(qiáng)，相應(yīng)的有限元仿真也驗證了這一調(diào)控機(jī)制。最后，干粘附結(jié)構(gòu)被用作抓手的接觸表面進(jìn)行了應(yīng)用展示，其可在室溫及高于200℃的環(huán)境下對諸如玻璃基板及硅晶圓等精密易碎物料實現(xiàn)可靠無痕抓取，展現(xiàn)了巨大的應(yīng)用潛力。

圖4 仿生干粘附結(jié)構(gòu)高溫環(huán)境下粘附性能表征及應(yīng)用展示。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202408278