在医疗手术和生物医学工程中，开发既安全又可靠的临时粘合技术依然面临着严峻的挑战。传统的粘合技术，如缝合和使用生物胶，虽然广泛应用于临床，存在着手术程序复杂、恢复时间较长或易引起组织排斥反应的风险。近年来，随着合成生物学和智能材料科学的快速发展，学者们开始探索新型的粘合方法，希望为患者提供更为精准、可控且对生物组织友好的粘合方案。

西安交通大学秦立果团队采用了一种可控离子迁移的控制电场方法实现了生物界面的快速粘附与分离。在模拟生理盐水条件下，阴离子性的卡拉胶水凝胶在正向电压作用下，可形成低电压以及可控的离子迁移，由此获得了界面间稳固的粘合力。而在反向电压作用下，可轻松、快速分离。研究人员通过电化学分析并阐明了其可逆电附着的机制。在电场（正向电压）和pH值变化下，粘合界面之间双离子层形成。当施加反向电压时，由于离子迁移和扩散，双离子层被破坏，导致附着强度降至低于0.1 kPa，从而发生分离。此外，该粘合系统展现出了卓越的机械稳定性和电化学稳定性，历经1000个循环后，其电荷存储能力的变化小于7%。利用这一机理，研究团队还测试了其与猪不同组织间的粘附强度。该项策略为开发具有电控功能的高性能粘合水凝胶提供了思路，这对于组织修复和软性生物医学应用等新兴领域至关重要。

（A）通正向电压界面形成电场实现界面粘附

（B）通反向电压在界面形成离子对破坏电场实现界面分离

近日，相关研究成果以《由低离子浓度迁移实现的电可逆粘附在生物医学上的应用》（Reversible electroadhesion induced through low ion concentration migration for biomedical applications）为题发表于国际权威期刊《化学工程》(Chemical Engineering Journal，影响因子：15.1)。西安交通大学现代设计及转子轴承教育部重点实验室为第一通讯单位，西安交通大学机械学院在读博士生卢山为第一作者，秦立果副教授为通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金、陕西省自然科学基金和中央高校基本科研业务费等项目的大力支持。

文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894724018801

秦立果课题组主页：https://gr.xjtu.edu.cn/en/web/liguoqin/home