新加坡南洋理工大学 (NTU Singapore)的科学家研制出了一种智能、可重复使用的粘合剂，其粘合力比壁虎脚的粘合力强十倍以上，为可重复使用的强力胶和可在粗糙和光滑表面上承载重物的夹具的研发指明了方向。
由K Jimmy Hsia 教授领导的 NTU 研究团队找到了一种最大化智能粘合剂粘合力的方法，即使用形状记忆聚合物，这种聚合物在需要时只需加热就可以轻松粘住和分离。
研究团队上个月在科学期刊《国家科学评论》上发表文章，详细介绍了他们通过将记忆聚合物材料设计成毛发状原纤维形状，在粘合方面取得的突破。
这种智能粘合剂可以支撑极重的重量，为机器人夹持器开辟了新的可能性，使人类能够毫不费力地攀爬墙壁，或使攀爬机器人能够紧贴天花板进行勘测或维修应用。
南洋理工大学机械与航天工程学院 (MAE) 和化学、化学工程与生物技术学院机械工程系主任夏教授表示：“这项研究基于对粗糙表面粘合力机制的基本理解。它可以帮助我们开发出适用于粗糙表面的非常坚固但易于拆卸的粘合剂。该技术在粘合夹持器和攀爬机器人中非常有用，也许有一天人类可以像现实生活中的蜘蛛侠一样爬墙。”
它是橡胶，是胶水;它能记住自己的形状并粘在你身上
形状记忆聚合物是一种能够保留其先前形状的“记忆”的材料，在受到外界刺激(如热、光或电流)而变形后，它们会恢复到原来的形状。这些特性使它们非常适合用作可适应各种表面的可切换粘合剂。
在测试中，研究人员使用了一种名为 E44 环氧树脂的形状记忆聚合物，这是一种在室温下坚硬且像玻璃一样的塑料。加热后，该材料会变成柔软的橡胶状，可以贴合并锁定在微小的角落和缝隙中。冷却后，它会变成玻璃状，由于形状锁定效应，形成超强的粘合力。
当重新加热这种材料时，它会恢复到橡胶状态，因此可以被拉开并轻易地从它所粘附的表面上分离。
研究人员发现，最有效的粘合是将形状记忆聚合物设计成一排毛发状的纤维。每根纤维都必须经过精心设计——较大的纤维粘合性较弱，而较小的纤维难以制造，容易坍塌和降解。最佳点是半径在 0.5 毫米到 3 毫米之间，突破粘合极限，同时保持结构完整性。
研究人员在实验中发现，一根横截面积为 19.6 平方毫米的纤维可以支撑高达 1.56 公斤的负载。每增加一根纤维，就可以支撑更多的重量。一个由 37 根纤维组成的手掌大小的阵列重约 30 克，可以支撑 60 公斤的重量——相当于一个成年人的体重。
该研究论文的第一作者、南洋理工大学研究员凌虎长宏博士表示：“我们的智能粘合剂展示了形状记忆聚合物如何在表面粗糙度增加时保持甚至增强粘合力。这克服了科学家们一直困惑的‘粘合悖论’，即在粗糙表面上，尽管分子可粘附的表面积更大，但粘合强度却会降低。我们的测试表明，当聚合物处于固态时，其粘合强度会随着表面粗糙度的增加而增加，而当聚合物处于橡胶状态时，其粘合强度会降低。”
共同通讯作者高华建教授，曾任南洋理工大学机械工程学院杰出大学教授，现为清华大学兴华学院教授， 他表示：“出于实际抓握目的，粘合剂需要足够坚固以粘附在表面上，但在需要时也容易分离。在两种模式之间切换对于实际应用至关重要。强度更高的粘合剂可以承受更大的负载，但往往更难分离 - 这就是我们所说的‘可切换性冲突’。我们对形状记忆聚合物的研究产生了一种粘合剂，它可以轻松变硬以粘附在表面上，并且同样容易变软以分离，同时能够承受包括人类在内的重物。”
Hsia 教授补充道：“我们设计的形状记忆聚合物粘合剂克服了粘附悖论和可切换性冲突，为开发更强、更可切换、适应粗糙表面的粘合剂提供了指导。”
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