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“手指機(jī)器人”可以通過電黏附選擇性地“拾取”相反電荷的膠囊，然后通過反轉(zhuǎn)極性來“放下”這些結(jié)構(gòu)（視頻截圖）。圖片來源：美國(guó)化學(xué)會(huì)
科技日?qǐng)?bào)記者?張佳欣
美國(guó)馬里蘭大學(xué)研究人員在《ACS應(yīng)用材料與界面》上發(fā)表的報(bào)告中稱，現(xiàn)在有了一種全新的方法，不需要膠水即可將黏稠的東西“焊接”在一起。他們展示了一種通用的“電黏附”技術(shù)，只需通過電流就可以將軟材料相互黏合在一起。
無論是黏合塑料、織物、木材還是其他材料，幾乎總有一種膠水能派上用場(chǎng)。但當(dāng)材料是柔軟的，比如組織或人造器官，事情就會(huì)變得有點(diǎn)棘手。3D打印等策略可通過一次性將整個(gè)結(jié)構(gòu)（如器官）融合在一起，完全不需要膠水，但這一過程緩慢又費(fèi)力，也需要先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備。
另一種選擇是電黏附，即使用電場(chǎng)將相反帶電的材料保持在一起，在材料的組成部分之間形成連接。過程可能涉及化學(xué)鍵，如離子鍵，或更多的物理連接，如將聚合物鏈纏繞在一起，只需一個(gè)家用電池和鉛筆芯即可。
研究小組測(cè)試了一種凝膠，以及3種由海藻酸鹽或殼聚糖制成的膠囊。這兩種膠囊都是天然存在的聚合物，要么帶正電，要么帶負(fù)電。當(dāng)連接到石墨電極上并暴露在10伏特電場(chǎng)中約10秒時(shí)，相反帶電的材料黏在了一起。
研究小組利用電黏附將毫米級(jí)的膠囊以3D方式組成了堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)，這比任何替代技術(shù)更快速、更容易。這種連接力強(qiáng)到足以承受重力，且可能持續(xù)數(shù)年。此外，通過顛倒電力流動(dòng)，這種連接力可被“破壞”，因此可消除和修復(fù)組裝過程中的任何錯(cuò)誤。
電黏附還可用于帶電軟物質(zhì)的選擇性分類。例如，“手指機(jī)器人”可通過電黏附選擇性地“拾取”相反電荷的膠囊，然后通過反轉(zhuǎn)極性來“放下”這些結(jié)構(gòu)。
總的來說，此項(xiàng)研究展示了如何使用電場(chǎng)連接軟物質(zhì)而不需要黏合劑或膠水。研究人員表示，這證明了電黏附的普遍性，有朝一日可能會(huì)用于機(jī)器人和組織工程。
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