软材料作为一类典型的柔性高分子材料，广泛应用于界面粘结，常见的软材料主要包括水凝胶和弹性体。黄俊课题组利用丙烯酰胺（PAM）和聚乙烯亚胺（PEI）合成了一种多功能水凝胶材料，该材料具备超长拉伸性、自修复性和可逆粘结性。并以“A multi-functional reversible hydrogel adhesive”为题在期刊《Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects》（IF=4.539）发表，目前已经被引用超过20次。
在实验测试过程中，研究者将实验样品放在冰箱里保存，发现样品在冰箱里低温存放后结冰。那么是否能够制备出一种具备抗冻属性的水凝胶材料？此时研究者想到可以通过在水凝胶网格中引入抗冻因子的方法实现。常见的抗冻材料包括多元醇和无机盐，比如通过添加CaCl2的方法可以实现初步的抗冻（例如-20℃）。但是在更低的温度下（如-40℃）材料仍然会结冰，因此在此基础上研究者继续添加多元醇（如丙三醇）以提高抗冻属性（-50℃不结冰）。并且发现改进后所制备的抗冻水凝胶拉伸性能进一步提升，并且同时具备低温粘结性能。研究者继续研究低温温度对材料机械性能和粘结性能的影响，并提出水凝胶“低温粘结（gelidadhesion）”的概念。基于此研究成果，在期刊《Journal of Colloid and Interface Science》（IF=8.128）上发表文章“An ultra-stretchable glycerol-ionic hybrid hydrogel with reversible gelid adhesion”。
并且由于CaCl2的加入，水凝胶网格内部具有可自由移动的离子，具备导电性。当水凝胶材料在受到拉伸或者压缩变形时，其电阻值会随之变化。另外，温度的变化也会影响水凝胶网格中离子的移动，进而影响其电阻值。于是，研究者思考是否可以基于此制备出应变或者温度响应的柔性传感器。研究者利用硅胶管将水凝胶进行封装，并研究应变和温度对其电阻值的影响，验证该抗冻水凝胶在柔性传感器领域上的应用潜力。基于实验结果，研究该温度/应变双响应柔性传感的温度以及应变响应机理，并以“A Dual-Responsive, Freezing-Tolerant Hydrogel Sensor and Related Thermal-and Strain-Sensitive Mechanisms”为题在期刊《ACS Applied Polymer Materials》（IF=4.089）上发表。
由于所研制的抗冻水凝胶材料具备优异的粘结性，并且丙三醇和CaCl2的加入使材料具备保水性和抗冻性。可以利用此材料制备出一种柔性抗冻防霜涂层，该涂层能够大面积制备在各种形状和材质的表面。并且该柔性涂层具备自修复性和抗雾防霜属性，研究者系统地研究了其抗雾防霜机理，并在期刊《Advanced Materials Technologies》（IF=7.848）上发表文章“Towards Large‐Scale Fabrication of Self‐Healable Functional Hydrogel Coatings for Anti‐Fog/Frost Surfaces and Flexible Sensors”。
通常水凝胶软材料能够在干燥或者潮湿的表面实现粘结，然而在水中其表面会形成水合层，丧失其粘结能力。那么如何实现水溶液环境中的强力粘结？研究者利用两端氨基化的PDMS（NH2-PDMS-NH2）和六亚甲基二异氰酸酯（HDI）制备出一种弹性体软材料（PDMS-HDI）。该软材料可以全程水下固化，在固化的过程中，高分子链上的异氰酸根可以与衬底表面的水分子膜反应，并形成共价键，实现强力粘结。研究者系统地研究了固化时间对水下粘结性能的影响，并分析其界面粘结机理。成果以“A strong underwater adhesive that totally cured in water.”为题发表在期刊《Chemical Engineering Journal》（TOP一区, IF=13.273.）上。以上所有成果第一完成单位和通讯单位均为山东大学，通讯作者均为黄俊教授，第一作者均为闫勇敢博士生。
文章链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0927775720302156
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S002197972031050X
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsapm.0c01346
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/admt.202001267
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894721050348
大型仪器公共技术平台为以上研究提供了充分的技术支持。其中先进材料测试与制造平台的流变仪（奥地利安东帕MCR302，带紫外与摩擦附件）支撑了材料的流变与光固化性能测试。
流变仪实物图（正面及侧面照）
