ˮ���zճ����ָˮ���z�c����������M���������������w���������մɡ����ϡ����ٵȸ��N���ϵ�ճ�ӡ���Щ�����ˮ���zճ��ȡ�����w�ٰlչ�������ڹ����c�tˎ���I�����ˏV�����ã���1����ˮ���z�ď���ճ����ָˮ���z�����߂����õĔ����g�ԣ�fracture toughness���������c�������ϵ�ճ���ܣ�adhesion energy���ӽ������_�����z�����Ĕ����g�ԡ�
���գ������W�i־�������n�}�M�״ΰl���ˌ��Fˮ���z����ճ�ӵľC�����¡�����ָ��ˮ���z�ď���ճ����Ҫ�߷��ӻ��W���ؓ�Y������ɢ�C�Ƶąfͬ���á�
��1. ˮ���zճ�ӵđ���
ˮ���zճ�ӵ�����
ˮ���z�ɴ�����ˮ���Ӻ�ϡ��ĸ߷��ӾW�j�M�ɡ��߷��ӾW�j���Կ����؏��ɣ����f�����ṩˮ���z�ď��ԡ�ˮ�����܉������Ƅӣ��������f����������ˮ���ӌ�ˮ���z��ճ�������ǰ��δ�е�����δ������̎���������nj�����߀���������ϣ������ˮ���z�����y���F����ճ�ӡ�
ˮ���z����ճ�ӵĜʄt
ˮ���z�ď���ճ���Ǹ߷��ӻ��W���ؓ�Y������ɢ�C������Ҫ�صąfͬ���ã��D1��������ճ����هϡ��ĸ߷��ӾW�j��ˮ���z����ͨ�^���r�I���ǹ��r�ͺ��w���߷���朡��߷��ӾW�j���{���w�����c��һ�����B�ӡ��ڽ�����x�r���Ѽy���H�H�Ɖ��@Щ���W���ã�߀����lճ�Ӳ��ϱ����ķǏ�����׃���Ķ���ɢ�~�������������ճ�ӵ�ճ���ܵ��ڽ����ϔ����������W���õ������c���σȲ��Ǐ�����׃��ɢ������֮�͡�
�D1.�߷��ӻ��W���ؓ�Y������ɢ�C��
ˮ���z����ճ�ӵ���Ҫ��
-
�߷��ӻ��W
�߷��ӻ��W���ð������N���r�I�Լ��ǹ��r�I����2�������r�Iһ������ǹ��r�Iһ����������Ǹ��ܶ��Ҿo�����еķǹ��r�I���Ժ����γɵĸ߷��ӏͺ��w�������Ժ��r�Iһ�ӏ���
��2 һЩ��Ҋ�ĸ߷��ӻ��W����
|
��� |
�������� |
|
�o�B���r�I |
|
|
�ӑB���r�I |
|
|
�x���I |
|
|
���I |
|
|
�����ǹ��r���� |
|
-
�ؓ�Y��
�ؓ�Y����ָ�ɷN���ϵ��B�ӷ�ʽ���ؓ�Y��������һ�N���^�Y����Ҳ�ЙCе�i���D2�����Cе�i���Ԏ���ʽ�B�ӃɷN���ϣ�����Ҫ���W�I�ą��c���Cе�i����耳�-�i�Y���c��-�Y�����D2������-�Y�������ṩ����ճ�ӣ������x�@�ӵĽY����Ҫ�Ɖ�����һ�N���ϡ�
�D2.ˮ���zճ�ӵĺ��^�ؓ�Y��
�ؓ�Y��Ҳ�����Ƿ��ӳ߶ȵĽY�����D3���������ؓ�Y�������o�F�����ʽ���@��ˮ���z��ճ���ṩ�V韵Ą��¿��g��
�D3.ˮ���zճ�ӵķ����ؓ�Y��
-
��ɢ�C��
ճ����ָ�ڃɂ����Ϸ��x�^���ДUչ��λ��e�Ѽy�����������ճ���ܰ����������f�M��������ɢ�C�ƣ����W�I���ѣ��߷���朔��ѣ�ճ���w��������ɢ���D4����
���W�I���ѿ�����Griffith�ʄt����������ķ��x�H�Ɖ�һ�ӻ��W�I������ֻጷ��@һ�ӻ��W�I��������ԓ����ጷž�����ԭ�ӳ߶��ϣ�������ճ���ܴ���1 J/m2��
�߷���朔��ѿ�����Lake-Thomas�ʄt�������߷������һ�����W�I�Ĕ��ь���ԭ���߶Ⱦo���ĸ߷������һ���ɳ�ጷţ��Ķ���ɢһ�Ӹ߷�����Ѓ���ď����ܡ�ԓ����ጷž����ڷ���朳߶��ϣ�������ճ���ܴ���10-100 J/m2��
ճ���w��������ɢ������Irwin-Orowan�ʄt������������x����������f��ճ���w�Ȳ�����ɴ��ķǏ���׃�Σ�ጷŸ����������ԓ����ጷŷ������ԷŴ��^�߶ȣ�������ճ���ܿ����_��1000-10000 J/m2��
�D4.���N������ɢ�C�ơ�(a) Griffith�ʄt�����W�I���ѡ�(b) Lake-Thomas�ʄt���߷���朔��ѡ�(c) Irwin-Orowan�ʄt��ճ���w������ɢ��
ˮ���z����ճ�ӵķ���
-
�������
Yuk et al.[1] �ù����ڹ��w������õ�����ϩ����܈F���Ķ�ʹˮ���z�ھۺϵ��^����ͬ�r�c�䷴�����Թ��r�I����ʽ�B�ӵ����w���棨�D5�������g��ˮ���z����alginate-polyacrylamide����ʹ�ÿ���ʹճ����ͻ��1000 J/m2��
�D5.�����������ˮ���z-���w�ď���ճ��
-
�������l
Yuk et al.[2] �ö�����ͪ������ˮ�����l�����r�B��ˮ���z�c�����w��ͬ�r��Irgacure-2959�����Hˮ�����l����ˮ���z������������ͪ�����ڏ����w�ı��������ӵĸ߷�����ϡ���������£�������ͪ����ϵ�C-H���F��H���x�����a�����ڸ߷�����ϵĹ�����ӻ��F���Լ����x�����ɻ����D6b����ˮ���z�A��Һ�Uɢ�������w���@�Ӹ߷���朸������ۺϳ�ˮ���z�����ҹ��r�B�ӵ������w�W�j�ϣ��D6c������ʹ�ø��g��ˮ���z�r��ճ���ܿ����_��1000 J/m2��
�D6 �������l����ˮ���z-�����w�ď���ճ��
-
ճ���w���w����
Liu et al.[3] ��ˮ���z�c�����w�м������(�D7)������ˮ����r�£������е�������ˮ��ɹ��鴼�����ɂ����鴼�������Y�ɹ������I�����鹲�۵�ˮ���z�W�j�c�����w�W�j�У�����ˮ�⣬�����鴼֮�g�����Y�����^�����Ķ���ճ��ǰ�ļӹ��^���ṩ�˳���r�g���ӹ������z�W�j�c�����w�W�j�g�Ĺ��鴼���Y�����r�B�ӃɷN���ϣ��ṩ����ճ�ӡ�
�D7 ճ���w���w��������ˮ���z-�����w�ď���ճ��
-
��Ӹ߷����
Li et al.[4] �l����һ�N���g��ˮ���zճ�ӄ����������ɌӲ��ϣ���һ�Ӟ麬�Ȼ��ĸ��g��ˮ���z����alginate-polyacrylamide�����Á��ṩ������ɢ���ڶ��Ӟ麬�����ĸ߷���朣���polyallylamine�������ǵȣ��c����EDC/NHS���Á��B�Ӹ��g��ˮ���z�c�����M�����������ĸ߷�����c�����Uɢ�����z������M���У����ϵİ����c�ɷN�����е��Ȼ��ڴ������������γ������I(�D8a),ʹ�ø߷���������һ�ӹ��r�B�ӃɷN���ϵĸ߷��ӾW�j���D8b����ԓ�������ԏ���ճ�Ӷ�N����M������Ƥ�w�����K�����}Ѫ�ܵȡ���ߵ�ճ���ܳ��^1000 J/m2��
�D8 ��Ӹ߷��������ˮ���z-�����M���ď���ճ��
-
�ؓ�ճ��
Yang et al.[5] ������ؓ�ճ�ӷ���ԓ��������ه��ճ���w�Ĺ��܈F����ճ�Ӄɂ��߷��ӾW�j�r�������N�߷���朏Ľ���Uɢ���ɂ��W�j�С�������|�l�l���£�pH���ضȡ����WˎƷ���}���܄�����ȣ������ཻ�γ�һ���ۼ��ڽ��渽�����µĸ߷��ӾW�j���cԭ�еăɂ��W�j�ؓ�m�p���@���µľW�j����p�Ͼ�һ�ӣ��ڷ��ӳ߶��ό��ɂ��W�j�p�ϡ�������������߷���朣�pH�����|�l���r���������ڵ�pH�������ɵĸ߷���朣����ڸ�pH�t�γɸ߷��ӾW�j���D9a������pH=5�Ě����ǏĽ���Uɢ��pH=7��ˮ���z�W�j�к������γɾW�j���c�ɂ�ˮ���z�W�j�ؓ�m�p���D9b�����ṩ�ˏ���ճ�ӡ�
�D9 �ؓ�ճ�ӷ�
-
�����bӆ
Wirthl et al.[6] ���f���z��cyanoacrylate�������ϩ������ϡ����ЙC��Һ�У�չʾ������������Ľ��棬ͬ�r���F��ˮ���z�ď���ճ�ӡ�Ȼ����ԓճ�ӵ�ԭ���в��������������Chen et al.[7] ����������ϡጵ������ϩ����ճ�ӃɉKˮ���z�r�������ϩ�������ӕ��Uɢ��ˮ���z�У�ԭλ�ۺϳ��xɢ�ľ������ϩ�����u���@Щ�u���ؓ�m�p����ʽ�c�ɉKˮ���z�ľW�jϵ��һ���ṩ��ϡ�赫���g�Ľ��潻�c�������^�������ڷ��ӳ߶��ϵ��bӆ(�D10)�������bӆ��ճ���ܿ����_��ˮ���z�Ĕ����g�ԡ����u�ߴ����С���V���طֲ��ڽ���r���u֮�g�ĸ߷��ӾW�j�Ա��ָ߶ȿ����죬�Ķ����F�˿�����ճ�ӡ����u�ߴ�С�ڿ�Ҋ�Ⲩ�L�r�����Ԍ��F����ճ�ӽ��档
�D10 �����bӆ�ṩ�������ҿ������ճ��[7]��
ˮ���zճ�ӵļӹ���ˇ�����ӻ�����
ˮ���z�ď���ճ����Ҫ���ݲ�ͬ�ļӹ���ˇ����3����ˮ���zճ���ЏV�����{�Ļ��W�����ṩ���ӻ����ܣ�������ճ�ӡ�����ճ�ӡ�ճ���˻�������Óճ�ȵȡ�
��3 ˮ���z�ļӹ���ˇ
���Y�cչ��
ճ����һ�T���ϵ�ˇ�g���lչ�����S���²��ϵij��F���¼��g�İl���c�˂��Ą��£�ճ�ӵ�ˇ�g���f���ֻ�����ˮ���zճ��߀�кܶ����}�д���Q���µļ��g��M�����������ߺ��������ˆTһ����@һ�I��չ�_�µ��о���һЩ���ڵ��о��n�}����ճ�����cճ�ӏ��ȵČ��ȣ�ճ�����ȱ�����жȣ�ճ�ӵ���׃�W��ճ�ӵ�ƣ�ڣ�ճ�ӵ������g�ȵȡ����⣬�ڹ����У�ˮ���zܛ�C������ڹ��I�ό��F���������a����һ�����𣬶�����ճ���ڲ�ͬ�ӹ��^���еČ��F�t���P��Ҫ�����ˮ���zճ��߀�ṩ��һ���о����W-���W������õĪ���ƽ�_���vʷ��ճ��ˇ�g���d���ǰ��S���²��ϵij��F�����S�҂��F�ڿ�������ǡ������һ݆ճ��ˇ�g���d��
ԓ�C�����ڰl����Advanced Functional Materials����ӂ���ʿ�������W��ʿ�����һ���ߣ���������ʿ�������W��ʿ����ڶ����ߣ�ꐌ����������W��ʿ�о�������������ߣ������W���ڡ���������ԺԺʿ�i־��������ͨӍ���ߡ�
Փ����Ϣ��朽ӣ�
Jiawei Yang, Ruobing Bai, Baohong Chen, Zhigang Suo, ��Hydrogel Adhesion: A Supramolecular Synergy of Chemistry, Topology, and Mechanics��, 2019, 1901693
DOI: 10.1002/adfm.201901693
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.201901693
�����īI
[1] Yuk, Hyunwoo, et al. "Tough bonding of hydrogels to diverse non-porous surfaces." Nature materials 15.2 (2016): 190.
[2] Yuk, Hyunwoo, et al. "Skin-inspired hydrogel�Celastomer hybrids with robust interfaces and functional microstructures." Nature communications 7 (2016): 12028.
[3] Liu, Qihan, et al. "Bonding dissimilar polymer networks in various manufacturing processes." Nature communications 9.1 (2018): 846.
[4] Li, J., et al. "Tough adhesives for diverse wet surfaces." Science 357.6349 (2017): 378-381.
[5] Yang, Jiawei, Ruobing Bai, and Zhigang Suo. "Topological adhesion of wet materials." Advanced Materials 30.25 (2018): 1800671.
[6] Wirthl, Daniela, et al. "Instant tough bonding of hydrogels for soft machines and electronics." Science advances 3.6 (2017): e1700053.
[7] Chen, Baohong, et al. "Molecular staple for strong and stretchable adhesion", in preparation.