Page 90 - 摩擦学学报2025年第5期

第 45 卷 第 5 期 摩擦学学报（中英文） Vol 45 No 5
2025 年 5 月 Tribology May, 2025

DOI: 10.16078/j.tribology.2024052 CSTR: 32261.14.j.tribology.2024052
秦晨曦, 王玉璞, 杨灏, 裴小维, 马延飞, 周峰. 基于主客体相互作用的水下自适应仿生胶黏剂的设计及性能研究[J]. 摩擦学学
报（中英文）, 2025, 45(5): 724−733. QIN Chenxi, WANG Yupu, YANG Hao, PEI Xiaowei, MA Yanfei, ZHOU Feng. Self-
Assembled Bioinspired Underwater Adhesive by Host-Guest Interaction[J]. Tribology, 2025, 45(5): 724−733.

基于主客体相互作用的水下自适应

仿生胶黏剂的设计及性能研究

1,2†
1†
1*
1
1,2
秦晨曦 , 王玉璞 , 杨 灏 , 裴小维 , 马延飞 , 周 峰 1*
(1. 中国科学院兰州化学物理研究所 固体润滑国家重点实验室，甘肃 兰州 730000；
2. 中国科学院大学，北京 100049)
摘 要: 水下胶黏剂在多个领域中有着巨大的应用潜力，以往报道的胶黏剂大都需要外界能量的触发实现水下固
化，这很大程度上限制了其应用范围. 因此，亟需开发1种能在水下自适应黏附的胶黏剂来扩展其应用的灵活性和
实用性. 为此，本文中报道了1种以水为触发开关，通过金刚烷和β-环糊精的主客体作用，在水下自适应组装形成稳
定的包合物来提升内聚能，实现高强度水下黏附. 这种合理的设计使胶黏剂可以在多种水环境(超纯水、酸和碱溶
液、海水)中直接作业，并对多种基材表现出具有良好的润湿性和强大的黏合效果(纯水中黄铜基材上浸泡12 h后黏
附强度达940.8 kPa)，且随时间延长黏附强度没有降低(15 d后仍保持高强度)，同时表现出了杰出的可循环使用
性(10次循环仍稳定)，将有助于减轻对海洋生态系统和环境的负担. 这种原位水下自适应固化策略极大地提高了其
在复杂环境下的应用便利性，将丰富新兴的水下胶黏剂领域.
关键词: 水下黏附; 主客体相互作用; 自适应; 仿生胶黏剂; 贻贝
中图分类号: TB17 文献标志码: A 文章编号: 1004-0595(2025)05–0724–10

Self-Assembled Bioinspired Underwater Adhesive

by Host-Guest Interaction

1,2† 1† 1,2 1 1* 1*
QIN Chenxi , WANG Yupu , YANG Hao , PEI Xiaowei , MA Yanfei , ZHOU Feng
(1. State Key Laboratory of Solid Lubrication, Lanzhou Institute of Chemical Physics,
Chinese Academy of Sciences, Gansu Lanzhou 730000, China;
2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)
Abstract: Designing and developing adhesives that bond strongly to wet surfaces in humid environments or completely
submerged in water has been a real challenge. Curing of underwater adhesives usually requires a long time as well as
external energy, which limits the range of applications for underwater adhesives. We overcame these problems by
integrating the host-guest interactions of adamantane (AD) and β-Cyclodextrin (β-CD) and the hydrophobic interactions
of polydimethylsiloxane (PDMS) into a single system and mimicking the adhesion mechanism of mussel foot proteins.

Received 5 March 2024, revised 16 April 2024, accepted 16 April 2024, available online 29 June 2024.
*Corresponding author. E-mail: mayanfei@licp.cas.cn, Tel: +86-931-4968177; E-mail: zhouf@licp.cas.cn, Tel: +86-931-4968466.
†These authors contributed equally to this work.
This project was supported by the Strategic Priority Research Program of the Chinese Academy of Sciences (XDB0470302), Young
Elite Scientists Sponsorship Program by CAST (2023QNRC001), Gansu Province Basic Research Innovation Group Project
(22JR5RA093) and the Major Science and Technology Projects in Gansu Province (22ZD6GA002).
中国科学院战略性先导科技专项(XDB0470302)、中国科协青年人才托举工程项目(2023QNRC001)、甘肃省基础研究创新群体
项目(22JR5RA093)和甘肃省重大科技攻关项目(22ZD6GA002)资助.