石峰：宏观超分子组装实现快速水下粘附

luke

水下高粘附材料是材料工程领域研究中的热点和难点，但是有关水下粘附材料的作用机理依然有待明确。宏观超分子组装是超分子化学领域的一个新兴研究方向，其研究对象是表面修饰有大量超分子识别基团的十微米以上的宏观构筑基元，以及它们之间基于超分子多重相互作用的碰撞、识别和组装的过程。宏观超分子组装不仅为构筑体相超分子材料提供了新的方案和研究思路，也为水下粘附材料、内源性自修复材料及组织工程支架材料的研究提供了理想的研究模型。

近日，北京化工大学石峰教授带领的超分子研究团队在《Angew. Chem. Int. Ed.》上发表题为“Elasticity-dependent fast underwater adhesion demonstrated by macroscopic supramolecular assembly”的研究论文。研究人员从基底变形能力对界面间多重相互作用影响的角度出发，设计制备了不同弹性模量的水凝胶，并通过交替层状组装（LbL）技术在其表面引入环糊精（CD）和偶氮苯（Azo）基团，研究其组装行为，从而初步阐明了“具有高柔性的表面是实现宏观超分子组装的基本设计原则”。进一步，研究人员将这一设计原则应用于快速水下粘附的研究，阐述了水下粘附的作用机制，研究发现，水凝胶弹性模量（0.52 MPa）较低时，表面具有较好的柔性，变形能力强，界面处的超分子官能团能够迅速的发生多重相互作用，构筑基元之间能够实现快速水下粘附，而在2.45 MPa的水凝胶体系中，表面变形能力差，界面处超分子官能团不易发生多重相互作用，水下粘附力值较低。