革命性可回收粘合剂问世 突破材料科学可持续性瓶颈
2025-06-12 17:10
来源:耶路撒冷希伯来大学
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以色列化学研究所Shlomo Magdassi教授团队与申卡尔学院Hanna Dodiuk教授合作,在《先进材料》期刊发表突破性研究成果,成功开发出一种兼具高强度与完全可回收性的新型粘合剂。这项研究由博士生Natanel Jarach主导,为解决全球粘合剂行业面临的环保困境提供了创新方案。粘合系统示意图。左上角展示了两片载玻片如何用新型粘合剂粘合。粘合过程涉及辐照,可使用多种可见光波长进行。随后,粘合剂可以通过微波辐射去除并回收,如右下角所示。回收后的粘合剂可重复用于粘合新部件

该粘合剂的核心创新在于采用天然抗氧化剂α-硫辛酸(ALA)作为基础材料,通过特殊工艺合成具有四臂分子结构的TetraALA聚合物。研究显示,这种材料在可见光(400-650nm)照射下仅需30秒即可完成固化,对玻璃、塑料、金属等多种材料展现出4-6MPa的优异粘合强度,甚至在水下环境中也能保持稳定性能。

与传统粘合剂相比,这项技术具有三大突破性优势:

固化过程仅需普通可见光,无需紫外线或高温处理

通过家用微波炉加热30秒即可实现无损分离

经多次循环使用后仍保持90%以上的性能稳定性

"这种动态二硫键设计完美解决了粘合剂领域的'强度-可回收性'悖论,"Magdassi教授解释道,"它既保持了环氧树脂级别的粘合强度,又实现了类似有机硅材料的可逆特性,而且整个过程完全不需要使用有毒溶剂。"

研究团队还发现,该材料具有1.62的高折射率和优异的光学透明度,在光学器件制造领域展现出独特优势。初步实验表明,其生物相容性也使其有望应用于医疗领域,在鸡皮实验中展现出与外科手术胶相当的145kPa剪切强度。

目前全球粘合剂市场规模高达926亿美元,其中90%为不可回收的热固性产品。这项技术为电子设备维修、可持续包装、光学仪器制造等行业提供了革命性的环保解决方案。研究团队正在积极寻求产业合作,推动该技术从实验室走向工业化生产。

更多信息: Natanel Jarach 等,《解开结:一种完全可回收、无溶剂、宽光谱光固化热固性粘合剂》,《先进材料》(2025)。期刊信息: 先进材料

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