将肉与金属可逆结合的工艺可能有多种用途

科学家利用电粘合力将生鸡肉和番茄（如图）等软材料可逆地粘合到锡、铅和石墨等硬材料上 改编自 ACS Central Science 2024，DOI:10.1021/acscentsci.3c01593

简单地说，电粘合是指电流通过两个物体后，两个物体在静电或化学作用下相互粘合在一起的现象。即使在电流消失后，它们仍能保持粘合状态，但如果遇到极性相反的电流，则会完全分离。

近年来，从爬墙机器人到软体机器人抓手，我们已经看到了电粘合技术的应用。虽然其中一些应用涉及将坚硬的材料粘合到柔韧的材料上，但很少有应用涉及将未经改变的坚硬材料粘合到真正"软而易碎"的材料上。事实上，电粘合技术最常用于软对软和硬对硬的粘合。这就是新研究的意义所在。

在 Srinivasa Raghavan 教授的领导下，马里兰大学的一个研究小组已经能够将锡、铅和石墨等硬质材料电粘合到水果、蔬菜和生鸡肉等非常软的材料上。

在一个案例中，在一个丙烯酰胺凝胶圆筒和一块石墨板上施加 5 伏的电流约 3 分钟后，两者粘合得非常牢固，以至于当有人试图把它们拉开时，凝胶没有分开，而是撕裂了。不过，当电流极性反转时，这两种材料很容易就能无损地分离开来。

这种工艺甚至可以用来连接和释放水下物体。不过，并非任何物质的组合都能奏效。

研究发现，硬质材料必须能够传导离子，而软质材料必须含有盐离子。科学家们认为，当两种材料交换离子时，就会形成化学键--导电率低的金属（如钛）不起作用，含盐量低的软材料（如葡萄）也不起作用，这些事实都支持了这一假设。

一旦对这一过程有了更好的理解并进一步开发，它不仅能用于植入物，还能用于生物混合机器人和性能更好的电池等应用。

有关这项研究的论文最近发表在《美国化学学会中心科学》（ACS Central Science）杂志上。