新材料的发展,是当今世界各国的共同目标。
同时,人类对于海洋作业、以及深水作业的需求也在与日俱增,因此发展高性能的水下粘合剂材料势在必行。
对于目前的深水下粘合剂来说,大多需要利用热固化、光固化或外力等手段来实现稳定的粘附,导致其实际应用能力比较有限。
因此,发展无需外力的水下自动粘合剂具有重要意义。
一般来讲,材料的性质和性能,取决于内部分子之间多体作用的复杂性。
所以,从分子水平深入理解材料的作用机理,进而实现其性质和性能的调控,是发展高性能新材料的必经之路。
在近期一项工作中,中国科学院长春应用化学研究所研究员段晓征团队,携手香港中文大学(深圳)张祺教授团队,采用“新算法发展-高通量模拟-科学实验”相结合的数智化交叉研究范式,针对目标材料进行了一番探索。
研究中:一方面他们发展了适合研究材料体系的新型模拟算法与模型,并利用这些算法针对水下粘合剂材料的性质和性能,开展高通量的模拟研究。
另一方面,他们针对这类材料开展了深入、细致、全面的实验,并将模拟结果与实验结果不断比对、验证,借此深入理解材料宏观性质、性能、及其所对应的微观机理,直至发展出令人满意的新型材料。
通过不断地摸索,他们发展出一种“离子液体/高分子”型水下粘合剂,这是一种无需外力的高性能新型粘合剂。
当它在水下粘接 24 小时之后,粘附能力反而能够提升 5 倍以上。
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