可逆黏附材料在先进制造、国防军工、日常生活中具有重要应用，其兼具强黏附、易脱附和高耐久性的特性对材料选择提出了相互矛盾的要求。很多动物利用可逆黏附力来爬行，而黏附力主要依赖于其脚掌表面的微观结构。受此启发的微柱阵列表面因此也被称为结构黏附材料。一它可以有效降低材料的表观模量，有利于与不同性质的表面形成良好接触。在分离过程中，单个微柱接触界面的应力分布对黏附强度具有决定性作用。面向工程应用，微纳复合的精细结构在循环使用过程中易被破坏而导致性能大幅下降。
我们设计构建了结构简单的黏附材料，在实现黏附力增强的同时，保证了可逆黏附的稳定性和耐久性。我们合成了复合水凝胶，其在无定型状态下与黏附表面形成共形接触并发生相转变，模量大幅提升与接触表面形成结构互锁，获得强黏附力。而在水凝胶中引入疏水性基团则可以将界面水排除出去，实现固态接触，进而实现水下的强黏附。构建了具有径向和轴向模量梯度、末端微纳米凹坑和硬核软壳结构的微米柱状阵列，实现了分离界面应力分布、裂纹产生和传播的精细控制，同步提高了粘附性能和结构稳定性。在微柱中耦合多孔结构，可向接触界面动态传输液体，实现了黏附从干态向湿态的转变，揭示了刚毛与液体分泌耦合所带来的生物进化优势。而微柱的不对称设计，将黏附表面的应用扩展到液滴、微流体操控和软体机器人等领域，为结构化黏附材料的应用铺平了道路。

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