水凝胶由于其特殊的“软湿”性质，在很多领域，尤其是湿润环境下如组织工程、伤口敷料、生物医学设备及水下软机器人等方面具有光明的应用前景。尽管在这些应用方面有着强烈的需求，并且研究者们在水凝胶与不同的表面之间的不可逆粘附方面取得了巨大的进展，但目前仍然无法得到在水下具有快速、可逆和强粘附的韧性水凝胶。

最近，日本北海道大学的龚剑萍教授（通讯作者）课题组提出，要实现软材料的快速、可逆和强粘附的水下粘合需要解决多尺度和多因素问题。首先，在大尺度上存在两个表面之间的排水问题；其次，在中等尺度上，水凝胶柔软的表面经常会出现永久性的“锁水”现象；最后，在小尺度上，水凝胶容易在界面上形成一层水膜。这些问题都会导致水凝胶在水下条件的弱粘附。

因此，他们将含有动态键的韧性水凝胶与生物启发的表面排水结构相结合，提出了一种制备在水下具有迅速、可逆及强粘附的韧性水凝胶的方法。通过该方法制得的水凝胶只需在短时间内施加很小的力就能粘附在另一固体表面，粘附强度与剥离能最高分别达到25 kPa和50 J/m²。同时，凝胶在多种表都表现出粘附行为，同时还表现出良好的可逆粘附。相关成果以“Tough Hydrogels with Fast, Strong, andReversible Underwater Adhesion Based on a Multiscale Design”为题发表在Advanced Materials上。

转载自微信公众号“高分子凝胶与网络”

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