釜山大学研发温度可控可拆卸智能粘合剂：常温超强，高温易分离
An Seokgyun 教授团队在液晶弹性体中引入聚轮烷交联剂 实现更优可逆粘附技术
粘附力较以往提升13倍并可重复使用…有望应用于半导体和显示领域
釜山大学（校长 Choi Jaewon）22日表示，该校应用化学工学部 Ahn Seokgyun 教授研究团队成功开发出一种可根据温度实现粘附力开/关控制的智能感压型黏着剂。
“感压型黏着剂”是一种仅通过施加压力即可形成粘附的非反应型黏合材料，不仅广泛应用于标签、便签纸等日常黏贴产品，还广泛用于半导体·显示器用保护膜等尖端技术领域。
尤其是“高功能性黏着剂”，为了兼顾基板的可再利用性和用户便利性，必须具备可反复粘贴与剥离，或在特定条件下改变粘附力的功能。
然而，现有高功能性黏着剂多通过赋予化学功能性或改变表面形貌（topography）来调节粘附力，这种方式存在工艺与处理过程复杂的缺点。此外，随重复使用粘附力减弱或不规则波动的局限也一直存在。
为了解决这一问题，学界近年来开始关注以液晶弹性体为基础的感压型黏着剂研究。液晶弹性体由于在外部冲击作用下液晶分子能够发生旋转，因而可表现出优异的阻尼（damping）效果，而这种阻尼特性被认为与黏着性能密切相关。然而，既有研究仅聚焦于由共价键连接的交联点构成的液晶弹性体，因此在提升粘附力方面存在根本性限制。
对此，釜山大学研究团队在液晶弹性体中引入名为“聚轮烷（polyrotaxane）”的物质作为交联剂，首次开发出新概念液晶弹性体。聚轮烷是一种由环状分子构成的超分子（supramolecule）材料，在外力作用下，环状分子沿着分子链移动，从而分散外力，具有独特特性。这种运动可有效缓解交联点处产生的应力集中，并在黏着剂内部高效耗散能量。
结果表明，引入这种动态交联点的聚轮烷液晶弹性体，由于在受外力时交联点可以自由移动的结构特性，比传统液晶弹性体展现出更为优异的阻尼效果。基于这一特性，研究团队开发的黏着剂在室温下实现了比传统液晶弹性体高3.5倍、比现有商业黏着剂高13倍的粘附强度。
研究团队还利用液晶弹性体随温度变化产生的相变行为，提出了一种可可逆调节粘附力的创新方法。该团队确认，该黏着剂在室温下可提供足以支撑约2千克哑铃的粘附力，而在高温（100℃）下，粘附力降为0，可从基板上完全剥离。凭借这一特性，该黏着剂在重复使用时仍能保持稳定的黏着性能。
研究负责人、釜山大学 Ahn Seokgyun 教授表示：“本次研究开发的基于阻尼的液晶弹性体黏着剂，不仅在粘附性能上超越现有商业黏着剂，而且还能在外部刺激作用下可逆地改变粘附力，在这一点上具有创新性。”
他补充称：“凭借这些特性，液晶弹性体有望成为下一代黏着剂技术的有力候选材料，特别是在半导体制造和显示器工艺等需要反复粘贴与剥离的尖端产业领域，将大幅拓展其应用可能性。”
该研究成果已发表于材料领域国际权威学术期刊《Advanced Functional Materials》2024年1月15日刊。
本研究在科学技术信息通信部韩国研究财团中坚研究者支援项目和纳米材料技术开发项目的支持下，由釜山大学应用化学工学部硕博连读课程研究员 Choi Subi（第一作者）和研究负责人 Ahn Seokgyun 教授（通讯作者）主导进行，并与高丽大学新材料工学部 Seo Jihun 教授研究团队、英国剑桥大学 Mohand Saed 博士及 Eugene Terentjev 教授研究团队合作完成。
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