新加坡南洋理工大學 (NTU Singapore)的科學家研制出了一種智能、可重復使用的粘合劑，其粘合力比壁虎腳的粘合力強十倍以上，為可重復使用的強力膠和可在粗糙和光滑表面上承載重物的夾具的研發指明了方向。

由K Jimmy Hsia 教授領導的 NTU 研究團隊找到了一種最大化智能粘合劑粘合力的方法，即使用形狀記憶聚合物，這種聚合物在需要時只需加熱就可以輕松粘住和分離。

研究團隊上個月在科學期刊《國家科學評論》上發表文章，詳細介紹了他們通過將記憶聚合物材料設計成毛發狀原纖維形狀，在粘合方面取得的突破。

這種智能粘合劑可以支撐極重的重量，為機器人夾持器開辟了新的可能性，使人類能夠毫不費力地攀爬墻壁，或使攀爬機器人能夠緊貼天花板進行勘測或維修應用。

南洋理工大學機械與航天工程學院 (MAE) 和化學、化學工程與生物技術學院機械工程系主任夏教授表示：“這項研究基于對粗糙表面粘合力機制的基本理解。它可以幫助我們開發出適用于粗糙表面的非常堅固但易于拆卸的粘合劑。該技術在粘合夾持器和攀爬機器人中非常有用，也許有一天人類可以像現實生活中的蜘蛛俠一樣爬墻。”

它是橡膠，是膠水;它能記住自己的形狀并粘在你身上

形狀記憶聚合物是一種能夠保留其先前形狀的“記憶”的材料，在受到外界刺激(如熱、光或電流)而變形后，它們會恢復到原來的形狀。這些特性使它們非常適合用作可適應各種表面的可切換粘合劑。

在測試中，研究人員使用了一種名為 E44 環氧樹脂的形狀記憶聚合物，這是一種在室溫下堅硬且像玻璃一樣的塑料。加熱后，該材料會變成柔軟的橡膠狀，可以貼合并鎖定在微小的角落和縫隙中。冷卻后，它會變成玻璃狀，由于形狀鎖定效應，形成超強的粘合力。

當重新加熱這種材料時，它會恢復到橡膠狀態，因此可以被拉開并輕易地從它所粘附的表面上分離。

研究人員發現，最有效的粘合是將形狀記憶聚合物設計成一排毛發狀的纖維。每根纖維都必須經過精心設計——較大的纖維粘合性較弱，而較小的纖維難以制造，容易坍塌和降解。最佳點是半徑在 0.5 毫米到 3 毫米之間，突破粘合極限，同時保持結構完整性。

研究人員在實驗中發現，一根橫截面積為 19.6 平方毫米的纖維可以支撐高達 1.56 公斤的負載。每增加一根纖維，就可以支撐更多的重量。一個由 37 根纖維組成的手掌大小的陣列重約 30 克，可以支撐 60 公斤的重量——相當于一個成年人的體重。

該研究論文的第一作者、南洋理工大學研究員凌虎長宏博士表示：“我們的智能粘合劑展示了形狀記憶聚合物如何在表面粗糙度增加時保持甚至增強粘合力。這克服了科學家們一直困惑的‘粘合悖論’，即在粗糙表面上，盡管分子可粘附的表面積更大，但粘合強度卻會降低。我們的測試表明，當聚合物處于固態時，其粘合強度會隨著表面粗糙度的增加而增加，而當聚合物處于橡膠狀態時，其粘合強度會降低。”

共同通訊作者高華建教授，曾任南洋理工大學機械工程學院杰出大學教授，現為清華大學興華學院教授， ??他表示：“出于實際抓握目的，粘合劑需要足夠堅固以粘附在表面上，但在需要時也容易分離。在兩種模式之間切換對于實際應用至關重要。強度更高的粘合劑可以承受更大的負載，但往往更難分離 - 這就是我們所說的‘可切換性沖突’。我們對形狀記憶聚合物的研究產生了一種粘合劑，它可以輕松變硬以粘附在表面上，并且同樣容易變軟以分離，同時能夠承受包括人類在內的重物。”

Hsia 教授補充道：“我們設計的形狀記憶聚合物粘合劑克服了粘附悖論和可切換性沖突，為開發更強、更可切換、適應粗糙表面的粘合劑提供了指導。”