
长春工大功能粘附高分子材料创新团队成员正围绕粘接性能与材料回收开展研究。 陈丽雅 摄
本报记者 陈丽雅
把两样东西牢牢粘在一起,是黏合剂的功能。但用过之后,被粘住的物品还能不能拆开、回收再用?在长春工业大学,功能粘附高分子材料创新团队把这两个看似矛盾的要求,放进了同一道研究题。
近日,该团队获评2025年度“中国大学生自强之星”科创团体。“DNA仿生可持续水下粘附性材料开发及应用”是团队的代表性研究项目。团队于2022年组建,由化学工程学院副教授刘鑫指导,现有45名成员均为35岁以下,包括青年教师、博士和硕士研究生以及本科生。
刘鑫介绍,面向海洋工程、水下装备、柔性电子等应用,黏合剂既要粘得牢,又要在水下、低温等环境中保持稳定。使用结束后,还要能够拆开粘接处,让被粘住的物品有机会回收再用。如何兼顾这些要求,是团队攻关的重点。
办法要从黏合剂的分子结构中寻找。刘鑫用“死结”和“活结”打比方,“一些牢固的化学键,如同难以解开的‘死结’,我们希望通过分子设计,让化学键在特定条件下变成可以解开的‘活结’。”不过难就难在,这个“结”既不能在使用中松动,也不能在需要拆解时解不开。
团队发现,研制的黏合剂虽然一开始粘得牢,但长时间受力后,粘接强度会下降。为了让它粘得更持久,团队在约四个月的时间里尝试了七八十种分子,不断调整分子结构设计,并通过高温加速黏合剂老化,以此验证改进效果。
“每试验一种分子,相当于要从头来一遍。”刘鑫说,“换一个方案,就要重新制备黏合剂、检验性能,耐久性的改善,就来自这些一次次重来的实验。”
然而,粘得更牢、更持久,也让被粘住的物品更难分离。实验中被粘接材料的回收率起初只有50%至60%,团队继续调整拆解方法,通过加入少量催化剂,将回收率提高到了90%。
从提高强度到改善耐久性,再到提升回收率,近两年的攻关,团队终于找到了把“结”系牢、再按需解开的办法。目前,团队研发的组织黏合剂、电子封装胶、高强度结构胶均处于实验室样品阶段。其中,电子封装胶样品已送往省内光电企业开展试验验证。
黏合剂的性能在反复实验中改进,年轻人的研究能力也在其中成长。博士和硕士研究生分享思路与经验,本科生参与实验,大家在具体课题中学习判断问题、调整方案。团队成员陈兴乐表示,参与研究锻炼了她的自主研发和创新能力,同时此次获奖让她和伙伴们倍感自豪,坚定了他们继续钻研粘附材料的信心。
在刘鑫看来,攻克技术难题与培养青年人才,是同一段科研历程中的两份收获。他希望学生不仅能完成实验,更能独立发现问题、提出办法、验证判断。让研究成果走出实验室,也让年轻人有能力承担更艰巨的科研任务,是这支团队接下来要继续做好的事。
原文链接:粘的住 也要拆的开