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光照远程控制的黏性智能材料问世

2025-04-08 16:09 来源:甘肃科技报

  壁虎能在墙上自由爬行,树蛙可以倒挂叶片,这些神奇的能力都源于它们脚掌上“开关自如”的黏附系统。如今,兰州化物所的科学家从自然中获得灵感,研发出一种用光线就能远程操控黏性的“智能胶水”,让科幻场景中的神奇材料走进现实!

  中国科学院兰州化学物理研究所周峰研究员团队与西北工业大学合作,成功开发出一种新型智能水凝胶材料。这种材料在常温下能牢牢粘住物体,而一旦用近红外光照射,短短几秒内就会主动脱落。更神奇的是,关闭光源后,它又能恢复黏性反复使用。研究团队巧妙地将纳米颗粒和温度感应两种科技合二为一成为光控开关。内置的磁性纳米颗粒能像吸热海绵一样,把近红外光迅速转化为热量。特殊高分子材料对温度极其敏感,遇热会像含羞草般收缩“藏起”黏性成分。当用医用级近红外光照射时,材料内部温度升高,表面的黏性基团自动隐藏,黏性骤降为原来的1/25;停止照射后,材料冷却复原,黏性基团重新“上岗”,整个过程如同用遥控器控制黏性开关。

  在实验中,一块指甲盖大小的水凝胶能轻松吊起相当于3部手机的重量。当研究人员用光笔照射接触部位,重物立即脱落,材料表面却完好无损。这种特性能适配金属、塑料、玻璃等多种材料表面。这项突破性技术有望带来多个领域的革新。在医疗领域开发不留疤痕的智能创可贴,医生用光照即可无痛更换敷料;在机器人科技领域,制造仿生机械手,能像壁虎脚掌般精准抓取精密仪器;在电子产品中用于可反复粘贴的柔性电路,像贴纸一样方便安装。

  该成果已发表于国际权威期刊《化学与生物工程》。科研团队正在探索更精细的光控模式,未来或能实现指哪粘哪的精准操控。或许不久的将来,我们真的能用这项技术来修复破损器官,或是制造出能飞檐走壁的救援机器人。该研究工作得到了国家自然科学基金、中国科协青年人才托举工程等项目的支持。(记者 张云文)

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