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  油、有機溶劑以及酸/堿液在運輸過程中常常會出現泄漏的情況，這些液體的泄漏不僅會造成環境污染、資源浪費，甚至會引起火災或爆炸等重大事故，造成人員傷亡。因此，制備一種黏合劑實現對這些泄漏容器的快速封堵是至關重要的。但是，目前報道的濕態黏合劑均難以在油及有機溶劑等環境中實現長期有效的高強黏附。

  近日，天津大學劉文廣教授團隊設計了一種超級黏合劑，該黏合劑不僅可實現在水、油、有機溶劑、酸/堿液以及低溫環境中對多種基質的快速高強黏附（黏附過程均在這些惡劣環境中直接操作），也可在這些惡劣環境中保持長期黏附（在這些環境中6個月仍可保持穩定黏附）。該超級黏合劑的制備過程非常簡單，將4-氨基苯乙烯與酸性陰離子聚合物進行簡單的共混和攪拌即可獲得。對于4-氨基苯乙烯而言，由于從氨基到共軛乙烯基的電子云密度轉移使得其無法通過自由基聚合來實現鏈增長，但是當4-氨基聚乙烯與4-氨基聚乙烯鹽共同存在時，其則可通過兩性離子引發聚合得到聚（4-氨基苯乙烯）或者聚（4-氨基苯乙烯）鹽。其聚合機理為4-氨基苯乙烯可攻擊4-氨基苯乙烯鹽上活化的β位雙鍵而發生親核加成獲得高度穩定的兩性離子傳播種，該兩性離子傳播種可繼續與4-氨基苯乙烯或者4-氨基苯乙烯鹽發生親核加成而得到聚（4-氨基苯乙烯）或聚4-（氨基苯乙烯）鹽。傳統的兩性離子引發的方法需要8小時才可實現聚（4-氨基苯乙烯）的固化。在這項工作中，作者使用酸性陰離子聚合物替代了傳統的鹽酸環境，將黏合劑的固化時間從8小時縮短到了20分鐘。他們對獲得的黏合劑的黏附性能進行了考察。由于該黏合劑具有雙疏性，因此，其不僅有效地清除被黏附基質表面的水層，也可有效的清除被黏附基質表面的油層，并且可通過與被黏附基質表面之間形成氫鍵、靜電相互作用、疏水相互作用、陽離子-π以及π-π堆積等多種相互作用來實現即刻黏附（圖1）。

圖1. 黏合劑的制備過程及黏附機理

  該黏合劑可以在各種環境中實現對多種基質表面的快速黏附，并且可以用于對裝有油或者有機溶劑的破洞容器進行立即堵漏。通過分子動力學模擬對該黏合劑與各種基質表面在水、油以及有機溶劑環境中界面的黏附能進行了計算，其結果與實驗結果表現出了很強的正相關（圖2）。

圖2. 黏合劑對在油和有機溶劑中的黏附性能

  目前上述工作已發表在《Advanced Functional Materials》上，論文第一作者為天津大學材料學院博士生崔春燕，通訊作者為天津大學材料學院劉文廣教授。本文中分子動力學模擬部分由北京大學黃建永研究員及北京大學在讀博士生顧若衡、袁作楹完成。

  論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202109144