大阪大学研究生院理学研究科的高岛义德教授、三重大学的藤井义久副教授、山形大学的松叶豪教授、大阪工业大学的上辻靖智教授等人组成的研究团队,开发出了通过紫外线照射改变粘接界面附近力学特性,实现选择性剥离的粘合剂。该成果不仅有助于电子材料和塑料产品的循环利用,还有望成为基于动态高分子界面(Dynamic Polymer Interfaces)的下一代粘合剂设计的新指针。相关成果已发表在《Matter & Light》上。
图1. 光响应粘合剂的概念图。通过光照射改变粘接界面附近的力学特性,实现无残胶的选择性剥离和基板再利用。(供图:大阪大学高岛义德教授)
注:License:Original content
Usage restriction: Credit must be given to the creator.
Credit: Yoshinori Takashima
粘合剂是产品组装不可或缺的材料,但一旦粘接便难以剥离,强行剥离会损伤基板或粘合剂。因此,业界一直需要一种仅在使用后按需剥离的粘合剂。然而,既往刺激响应粘合剂在受到刺激时,会降低材料整体的力学强度,因此存在粘合剂残留在基板上的问题。
研究团队着眼于此前研发的可逆交联光响应性弹性体,将其受光面弹性模量可逆变化的特性应用于粘合剂。该设计思路并非通过光照射削弱粘合剂整体,而是改变粘接界面附近的力学特性(界面切换)。通过这种材料设计,实现了仅选择性剥离光照射部分、并通过照射不同波长的紫外线恢复粘接性能、可反复使用的光响应粘合剂。
这种并非改变粘合剂整体,而是改变粘接界面力学特性的设计思路,不仅便于电子设备和汽车等的拆解、维修与回收,还使粘合剂本身的回收和再利用成为可能。有望成为在电子设备、移动出行、半导体封装等广泛领域支撑资源循环型制造的基础技术。今后,基于动态高分子界面的材料设计有望作为支撑循环型制造和高功能粘合剂创制的基础技术得到发展。
高岛教授表示:“粘合剂是产品高性能化不可或缺的材料,但另一方面也成为使用后分解和回收困难的因素。我们此前一直推进利用可逆键的光响应性弹性体研究。这种材料具有光照射后仅改变照射面弹性模量的特征,但由于弹性模量差异产生的应变,材料会弯曲。我们关注到这种‘仅改变照射面力学特性’的性质,设想‘如果能够改变粘接界面附近的力学特性,那么不仅可以在不破坏粘合剂本身的情况下无残胶剥离,还能创造出可再利用的粘合剂’。此前几乎没有将光响应性驱动器的设计思路拓展到粘合剂的尝试。本研究利用分子水平缔合与解离平衡,用光调控粘接界面附近的力学特性,是一种兼顾粘接性与可回收性的材料设计。今后我们将依托JST CREST,进一步发展动态高分子界面的设计理念,推进其在电子材料、半导体封装材料、高功能粘接材料中的应用,为资源循环型社会的实现做出贡献。”
原文:《科学新闻》
翻译:JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊:Matter & Light
论文:Interfacial Switching-Driven Photoactuator Adhesives for Selective Peeling and Substrate Recycling
DOI:doi.org/10.1016/j.matlit.2026.100094

