用镓做粘合剂 可按需要“打开”或“关闭”

材料牛注：通常的粘合剂在连接两个物体后，若使粘合的两个物体强行分开，可能出现材料的损坏或出现残渣。而本文介绍的金属镓正是利用它熔点温度与室温相近，并且具有可逆性，可以使得物体分开后竟和粘合前一样！让我们一起见识一下吧！

可逆且临时的粘合剂听起来可能并不能让人很兴奋，但是对于一个生产商来说，需要一种东西能快速地移动到小的难处理的部件上运作，或者机器人创造一个可以爬上各种各样表面的机器，像这些产品一直是生产商们梦寐以求的。如今普朗克研究所（the Max Planck Institute）的研究人员已经从金属镓中提取出了一种可逆的粘合剂，这种粘合剂展示了类凝胶可逆的性能，可以应用到工业电子的机械手的操作过程和短期硅晶片的粘合，从而配合攀爬机器人。

镓是一种软的银色的金属，低温呈固态，熔点29.76°C，刚好在室温以上。把它放在手掌上就会融化，松开手它又会凝固。研究所的科研人员便利用了这一特性创造了可逆的粘合剂，通过把镓的小液滴放在两种介质之间，然后降温至30°C以下，这时镓会重新凝固，两种介质也就被粘在一起。把镓加热到熔点以上的温度，它们又很容易被分开。

“用像镓一样的金属液体把一种物质润湿，并在稍微低的温度下粘结，对于脆性材料来说，这种方式要比通过真空使它们贴紧的方式要温和的多。”普朗克研究所智能系统的主管Metin Sitti说。普朗克研究所的研究人员发现可温控的金属镓相对于传统的真空处理技术有着明显的优势。尤其是当某种物质被镓层粘住之后，粘合体不需要后续能量的维持，仅仅需要热量就能使它分开。然而真空技术需要持久的能量来维持胶合的效果。

不同于普通的粘合剂，镓完全不会留下残渣，这意味着可以反复使用不会耗尽。镓粘结技术在电传导上也有着优势，用在临时的电路连接中，同样可以被断开连接反复使用无数次。

为了测试镓作为粘合剂的效果，研究者把圆柱体弹性棒的尖端蘸进镓液体中，然后把它和各种材料连接在一起，包括玻璃，塑料还有金币。当把尖端在温度调节装置的辅助下冷却到23°C (73°F)，他们发现固态镓和弹性体以及其他被测试的材料都有很强的粘合效果。

研究人员也测试了固相和液相镓的粘合强度。“这种实验结果使我们了解了粘合过程的可逆性和可转换性。”Metin Sitti说，“液态和固态粘合力的区别更大，可逆和转换更容易”。

镓在粗糙表面的表现也很好，甚至是在润湿时也很给力，这给研究者很大的惊喜。对于大多数粘合剂，镓被认为是不同寻常的一个，因为根据以前的经验，在粗糙和湿润的条件下粘合很好的材料在可逆性方面表现的很差。综合它在这些条件下的表现，研究者相信镓能完美地应用在生物学上，Sitti设想它将来会在实验室和医院中应用到移动个体的细胞，薄薄的样本，甚至是整个器官上。

应用在微电子制造上又是另一种可能，以镓为基的装置可能更有效的代替现有机器“机械手”部件，或者应用在爬行机器人的脚上，the Max Planck团队看到了他们的发现有着广阔的应用前景。

“我们可以把它应用在不同的领域，从纳米到微电子，或者更大方面的应用。” Sitti说。目前该团队将继续探索潜在的应用并寻找优化此技术的方法，同时还在研究镓与其他金属（例如金属铟）组成的合金在不同温度下的应用情况。

原文链接：Reversible adhesive can be turned on and off as required

本文由编辑部杨志涛提供素材，李伦编译，刘宇龙审核。