基尔，德国-研究人员 基尔大学 (德国)已经开发了第一个能够以极低附着力连接材料的技术。该技术采用被动纳米级晶体连接器作为内部钉钉。纳米钉为大量技术挑战提供了解决方案，例如在医疗工程领域。在dfg资助的677合作研究中心“开关功能”中进行的工作发表在科学杂志上 先进材料 。

Rainer Adelung教授说:“如果纳米钉能让特氟龙和硅酮等极端聚合物相互粘附，它们就能与其他各种塑料材料结合在一起。”Adelung领导基尔材料科学研究所的功能纳米材料小组，并从材料科学方面领导该研究项目。据阿德隆介绍，这种无需化学修饰即可连接材料的新技术可用于各种日常生活和高科技应用。这项技术易于使用，不需要昂贵的设备或材料。

连接剂是由氧化锌制成的微纳米级晶体。它们的形状像四足动物，四条腿从原点伸出来。大型四足动物以其联锁和形成牢固纽带的能力而闻名，例如在海岸保护方面。

在连接过程中，氧化锌晶体被均匀地撒在加热的特氟龙层上。然后，在上面浇上一层硅胶。为了使材料牢固地结合，然后将它们加热到100°C，时间不到一个小时。该论文的第一作者金鑫解释说:“这就像从内部用晶体钉住两种不粘的材料:当它们被加热时，聚合物层之间的纳米四足动物会刺穿材料，沉入其中，并被固定住。”她的同事兼主管约根德拉·库马尔·米什拉(Yogendra Kumar Mishra)博士解释了粘连原理:“如果你试图从聚合物层中拔出一只四足动物的一只手臂，四足动物的形状只会导致三只手臂陷得更深，抓得更紧。”

在医疗工程等高科技行业，对使聚合物(尤其是硅胶)与其他材料粘合的创新方法有强烈需求，例如进一步开发呼吸面罩、植入物或传感器。医疗应用需要绝对无害的材料，即生物相容性。许多连接方法涉及化学反应，这可能会改变聚合物的性质，并可能对生物造成伤害甚至有毒的影响。相反，四足动物的订书机是一个纯粹的机械过程。因此，Kiel团队认为它具有生物相容性。

用四足动物钉，科学家们达到了每米200牛顿的粘性，也就是所谓的剥离强度，这类似于从玻璃上剥离胶带。“我们用纳米四足动物实现的粘性是显著的，因为据我们所知，没有人曾经让硅胶和聚四氟乙烯相互粘在一起，”基尔大学动物研究所的博士生Lars Heepe说，他精确地测量了粘附性，并描述了被钉住的材料在微观尺度上的样子。“定量测量粘附性并不像看起来那么容易，必须进行精确的实验，以证明连接剂的功能，并排除所有错误，”领导功能形态学和生物力学小组的斯坦尼斯拉夫·戈布教授说。

来自不同背景的三个研究小组在677“开关功能”合作研究中心(CRC 677)内结合了他们在材料科学、化学和生物力学方面的专业知识。科学家们在当地的商业合作伙伴nanoproofed GmbH目前正在开发一种用于在硅胶上作画的产品。在CRC 677的框架中，订书钉是开发仿生粘合剂的基础，这种粘合剂可以通过不同颜色的光来开启和关闭。

原始出版物:X. Jin, J. Strueben, L. Heepe, A. Kovalev, Y.K. Mishra, R. Adelung, S.N. Gorb, A. Staubitz(2012):加入不可连接:低表面能聚合物之间使用四节ZnO连接剂的粘附。材料科学进展，DOI: 10.1002/adma201201780