光照即松手！中国科学家突破仿生材料极限！ 中国科学院兰州化学物理研究所的科研团队近期发布了一项突破性成果，一种能够通过光照瞬间切换黏附力的仿生材料。这种材料的设计灵感源于壁虎脚掌的微观结构和树蛙的黏液分泌机制，实现了“黏得牢、放得快”的智能控制。一块指甲盖大小的材料可垂直吊起5公斤重物，且经过2000次反复使用后仍保持90%以上的性能，远超传统胶带不足100次的寿命。 壁虎的“超能力”源于其脚掌上数百万根纳米级刚毛，这些刚毛通过范德华力与接触面产生吸附力，每平方毫米的黏附强度足以支撑40公斤的重量。科学家们曾尝试模仿这种结构，但传统仿生胶带存在黏附力衰减、无法重复使用的致命缺陷。 例如，便利贴多次粘贴后黏性大幅下降，而工业胶带强行剥离时易损伤基材表面。兰州化物所的团队另辟蹊径，将四氧化三铁纳米颗粒嵌入温敏性水凝胶，通过近红外光照射触发分子构象变化，使材料在0.3秒内黏附力骤降97%，关闭光源后又迅速恢复。 这项技术的核心突破在于将光热效应与化学响应相结合。材料内部的三层结构分工明确：黏附层模仿海洋生物的弱相互作用机制，响应层通过纳米颗粒将光能转化为热能，支撑层则提供柔韧的物理基础。实验中，研究人员用光笔照射黏附在玻璃上的材料，重物立即脱落，而材料表面毫无残留，展现出类似壁虎脚掌的“无痕脱附”特性。 这项研究的意义远不止于制造一块“高级胶布”。它标志着人类在仿生材料领域从被动模仿自然迈向了主动设计智能系统的关键一步。 过去，科学家受困于如何让材料“思考”，传统黏合剂要么黏得太死，要么黏性不足，而光控技术首次实现了黏附力的精准遥控。这种“用光照一照就松开”的特性，看似简单，实则破解了材料科学中的“控制论难题”：如何在不损伤接触面的前提下实现快速、可逆的黏附切换。 传统胶带和黏合剂每年产生数百万吨不可降解废弃物，而智能黏附材料的可逆特性使其可重复使用上千次，大幅降低资源消耗。2024年《自然-材料》期刊的一篇评论指出，可逆黏附技术是解决工业领域“一次性黏合污染”的关键路径。此外，该材料的水凝胶基底生物相容性良好，未来或可替代医疗领域的一次性胶贴，减少塑料污染。 这种从设计源头融入环保理念的创新，与中国“双碳”目标中“以科技推动绿色发展”的路径不谋而合。 更值得关注的是，这项技术展现了中国科研团队在交叉学科创新上的深厚功底。 研究团队没有局限于复制壁虎脚掌的复杂结构，而是融合了树蛙的黏液分泌机制，将生物灵感转化为可量产的化学设计。这种“师法自然而不拘泥于自然”的思路，使得材料的性能指标远超同类产品。例如，其7-9千帕的黏附强度是传统仿生胶带的3倍以上，而2000次循环寿命更是颠覆了行业认知。相比之下，英国曼彻斯特大学早年研发的仿壁虎胶布虽能悬吊成人，但无法实现可控脱附。 从应用前景看，这项技术正在撕开多个行业的创新缺口。在医疗领域，智能创可贴可通过光照轻松更换，避免传统敷料撕除时的二次伤害。在太空探索中，黏附力可调的机械臂能更安全地抓取卫星部件，而宇航员的“壁虎鞋”或许不再需要复杂的机械结构。甚至日常生活中的手机贴膜也可能迎来革命，想象一下用灯光照射就能反复调整位置的屏幕保护膜。这些场景不再是科幻小说的桥段，兰州化物所的实验室里已有原型展示。 当一块小小的水凝胶既能吊起矿泉水桶，又能被光线轻轻“解绑”，我们看到的不仅是材料的突破，更是人类对自然法则的深刻理解与创造性转化。这项研究提醒着我们：最精妙的科技往往藏在生物的生存智慧里，而中国科学家正站在仿生创新的潮头，将这些进化奇迹转化为解决现实难题的钥匙。 或许用不了多久，医院里不再有撕除纱布的疼痛呻吟，工厂里机械手像壁虎般灵活抓取精密零件，甚至火星探测器也能用“中国智造”的黏附足攀爬峭壁。
