有没有一种方法可以在不使用胶带、胶水或环氧树脂的情况下将硬质材料和软质材料粘合在一起?发表在A Central Science上的一项新研究表明，对某些物体施加小电压会形成化学键，将物体牢固地连接在一起。反转电子流的方向很容易将两种材料分开。这种电粘附效应可以帮助创建生物混合机器人、改进生物医学植入物并实现新的电池技术。
当粘合剂用于连接两个物体时，它通过机械力或静电力粘合表面。但有时，这些吸引力或联系即使不是不可能，也很难消除。作为替代方案，正在探索可逆粘附方法，包括电粘附(EA)。
尽管该术语用于描述几种不同的现象，但其中一个定义涉及使电流流过两种材料，使它们由于吸引力或化学键而粘在一起。此前，Srinivasa Raghavan 及其同事证明，EA 可以将柔软的带相反电荷的材料粘合在一起，甚至可以用来构建简单的结构。这次，他们想看看 EA 是否可以将石墨等硬质材料可逆地结合到动物组织等软质材料上。
该团队首先使用两个石墨电极和丙烯酰胺凝胶测试了 EA。施加小电压(5伏)几分钟，使凝胶永久粘附在带正电的电极上。由此产生的化学键非常牢固，以至于当一名研究人员试图将两块分开时，凝胶在与电极断开之前就撕裂了。
值得注意的是，当电流方向反转时，石墨和凝胶很容易分离，而凝胶反而粘附在另一个带正电的电极上。对各种材料(金属、各种凝胶成分、动物组织、水果和蔬菜)进行了类似的测试，以确定这种现象的普遍性。
为了使 EA 发生，作者发现硬质材料需要传导电子，而软质材料需要含有盐离子。他们假设粘附力是由电子交换后表面之间形成的化学键产生的。这可以解释为什么一些强烈保留电子的金属(包括钛)和一些含糖量多于盐的水果(包括葡萄)在某些情况下无法粘附。
最终实验表明 EA 可以完全在水下发生，揭示了更广泛的可能应用。该团队表示，这项工作可以帮助制造新电池、实现生物混合机器人、增强生物医学植入物等等。