徐泉研究員在仿生可控黏附機(jī)理的揭示與應(yīng)用研究取得系列原創(chuàng)成果。前期觀(guān)察到自然界壁虎腳掌剛毛具有強(qiáng)黏附、易脫附與自清潔特性。據(jù)此率先提出了基于速度效應(yīng)的干型自清潔機(jī)理(Nat. Commun., 6,8949, 2015)，并通過(guò)此機(jī)理，設(shè)計(jì)制備了具有強(qiáng)韌自清潔仿生表面，最高可實(shí)現(xiàn)59%的表面微顆粒自脫附，并隨著溫度變化可實(shí)現(xiàn)親水疏水微顆粒的主觀(guān)定向篩分(ACS Appl. Mater. Interface 2019, 10, 26787)。相關(guān)干型自清潔可控黏附研究成果有望在可控黏附爬墻手套與電動(dòng)車(chē)抓地輪胎、太空垃圾清運(yùn)與靶向壓裂支撐劑發(fā)揮作用。隨后針對(duì)貽貝足絲在海水中的強(qiáng)韌黏附特性開(kāi)展研究，貽貝足絲可以在海水中抵御十級(jí)大風(fēng)。論文揭示了貽貝足絲角質(zhì)層內(nèi)部左旋多巴胺與鐵離子動(dòng)態(tài)敖合新機(jī)理及其角質(zhì)層中鐵離子存在多種價(jià)態(tài)與梯度分布特性是其保持強(qiáng)韌與高效自修復(fù)的原因，，相關(guān)成果發(fā)表于A(yíng)dv. Sci. 2019, 6, 1902043并獲得中國(guó)科學(xué)報(bào)報(bào)道，研究成果有望為生物醫(yī)學(xué)的骨損傷修復(fù)治療提供全新設(shè)計(jì)思路。隨后圍繞此機(jī)理，設(shè)計(jì)制備了一種具有三重網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的熒光響應(yīng)自愈合水凝膠仿生表面。該仿生表面可實(shí)現(xiàn)在空氣中30s內(nèi)抗拉強(qiáng)度恢復(fù)至100%。在水下，60 s內(nèi)抗拉強(qiáng)度恢復(fù)至90%。此外，該仿生表面愈合部位可以抵抗1800°的自扭曲而不破裂，且仿生表面的熒光激發(fā)強(qiáng)度與施加在其表面上的應(yīng)力顯示出良好的數(shù)學(xué)對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此可以通過(guò)非接觸的監(jiān)測(cè)熒光發(fā)射強(qiáng)度的方式，實(shí)時(shí)愈合效率與愈合點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。相關(guān)成果為自修復(fù)仿生表面與裂縫壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警，提供全新設(shè)計(jì)思路(Mater. Horiz. 6, 629, 2019)。
