近年來，合成樹脂粘合劑在包裝、建筑、新能源等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用帶來了嚴(yán)重的環(huán)境負(fù)擔(dān)與健康隱患。每年因永久性粘合產(chǎn)生的廢棄復(fù)合材料超過2.37億噸，且難以回收或降解，成為可持續(xù)發(fā)展的重大挑戰(zhàn)。盡管生物基粘合劑在原料來源、安全性與可降解性方面具有優(yōu)勢，但其高粘附強(qiáng)度與可逆性之間存在固有矛盾，難以兼顧強(qiáng)粘接與易回收的雙重需求。

四川大學(xué)張新星教授、汪穎教授合作團(tuán)隊提出了一種超分子連接的納米限域網(wǎng)絡(luò)策略，成功開發(fā)出兼具超強(qiáng)粘接性與熱觸發(fā)可逆性的生物基粘合劑。該粘合劑以纖維素納米晶為主要成分（占36.5–46.3 wt%），通過熱響應(yīng)二硫鍵實現(xiàn)粘接強(qiáng)度的快速切換：在室溫下粘接強(qiáng)度達(dá)6.02 MPa，可支撐65公斤成人重量；而在加熱條件下（≤10秒）粘接力驟降至接近零，切換比超過600。該材料可實現(xiàn)多層復(fù)合材料的完整拆解與全組分回收，顯著降低環(huán)境與健康負(fù)擔(dān)。相關(guān)論文以“Reversible biobased adhesives enable closed-loop engineered composites”為題，發(fā)表在Nature Communications上，論文第一作者為Lv Jin。

研究團(tuán)隊通過將硫酸水解制備的纖維素納米晶（CNC）進(jìn)行選擇性氧化并接枝L-半胱氨酸，形成具有反應(yīng)性醛基與巰基的DCNC-cys載體。在其基礎(chǔ)上，通過硫辛酸（LA）在DBU催化下的開環(huán)聚合與動態(tài)二硫交換反應(yīng)，構(gòu)建了具有納米限域結(jié)構(gòu)的超分子網(wǎng)絡(luò)（LA-DBU/DCNC-cys）。FTIR與Raman光譜證實了Schiff堿反應(yīng)與動態(tài)二硫鍵的形成，TEM顯示接枝后納米纖絲直徑從48 nm降至33 nm，且因兩性離子作用發(fā)生聚集。變溫FTIR與PCMW 2D譜圖進(jìn)一步揭示了溫度響應(yīng)下氫鍵與離子對的動態(tài)重組機(jī)制，奠定了可逆粘接的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。