徐泉研究員在仿生可控黏附機理的揭示與應用研究取得系列原創(chuàng)成果。前期觀察到自然界壁虎腳掌剛毛具有強黏附、易脫附與自清潔特性。據此率先提出了基于速度效應的干型自清潔機理(Nat. Commun., 6,8949, 2015)，并通過此機理，設計制備了具有強韌自清潔仿生表面，最高可實現59%的表面微顆粒自脫附，并隨著溫度變化可實現親水疏水微顆粒的主觀定向篩分(ACS Appl. Mater. Interface 2019, 10, 26787)。相關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車抓地輪胎、太空垃圾清運與靶向壓裂支撐劑發(fā)揮作用。隨后針對貽貝足絲在海水中的強韌黏附特性開展研究，貽貝足絲可以在海水中抵御十級大風。論文揭示了貽貝足絲角質層內部左旋多巴胺與鐵離子動態(tài)敖合新機理及其角質層中鐵離子存在多種價態(tài)與梯度分布特性是其保持強韌與高效自修復的原因，，相關成果發(fā)表于Adv. Sci. 2019, 6, 1902043并獲得中國科學報報道，研究成果有望為生物醫(yī)學的骨損傷修復治療提供全新設計思路。隨后圍繞此機理，設計制備了一種具有三重網絡結構的熒光響應自愈合水凝膠仿生表面。該仿生表面可實現在空氣中30s內抗拉強度恢復至100%。在水下，60 s內抗拉強度恢復至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)強度與施加在其表面上的應力顯示出良好的數學對應關系，因此可以通過非接觸的監(jiān)測熒光發(fā)射強度的方式，實時愈合效率與愈合點的應力狀態(tài)實時監(jiān)測。相關成果為自修復仿生表面與裂縫壓力實時監(jiān)測預警，提供全新設計思路(Mater. Horiz. 6, 629, 2019)。
