Water-based adhesives face several challenges despite their environmental benefits. One major issue is that achieving high adhesion strength on various substrates, especially in wet or humid conditions, is difficult due to the inherent properties of water
尽管水基粘合剂具有环境效益，但它们仍面临着一些挑战。一个主要问题是，由于水基系统的固有特性，很难在各种基材上实现高粘附强度，特别是在潮湿或湿润的条件下。此外，水的挥发性也会导致气泡形成和干燥不均匀等问题，影响粘合剂的性能和外观
此外，配制高固体含量和低粘度的水基粘合剂在技术上要求很高，因为它需要成分的微妙平衡，以在不损害粘合剂稳定性的情况下实现所需的性能。需要解决这些挑战，以充分实现水性粘合剂在各种工业应用中的潜力
来自中国广州华南理工大学的Kun Chen领导的一个材料科学家团队最近通过开发POT-PVA纳米复合材料在粘合剂技术方面取得了重大突破。这些纳米复合材料是通过将聚乙烯醇（PVA）与携带四个负电荷的1-nm Keggin型聚氧化钨酸簇（POT）结合而制成的。所得材料对亲水性表面表现出卓越的粘附性，具有高交联密度和超过6.23 kJ·m−2的断裂能。
POTs的离液效应降低了PVA的结晶度，增强了聚合物链动力学，并在-196至100°C的宽温度范围内赋予了强大的粘附性能。这项创新解决了水性粘合剂的关键挑战，为适用于各种应用和极端条件的环保、通用和耐用的粘合剂提供了一种有前景的解决方案
该团队在《纳米研究》上发表了他们的研究
“这一突破解决了水性粘合剂的关键挑战，如干燥速度慢、在潮湿条件下粘合强度弱，以及难以实现低粘度的高固体含量，”该研究的首席研究员、华南理工大学新兴软物质学院副教授Kun Chen说
“我们的POT-PVA纳米复合材料不仅克服了这些局限性，还为适用于各种应用和极端条件的环保、通用和耐用的粘合剂设定了新的标准。”
POT具有广泛的形状和尺寸，从简单的球形簇到更复杂的笼状结构。Keggin型POTs在热和化学上都非常稳定，可以作为氧化还原活性物质、催化剂，甚至作为超分子组装的构建块。它们的可调特性和与各种底物相互作用的能力使其在材料科学、催化和传感技术等领域具有重要价值
Keggin型POTs的离液效应降低了PVA的结晶度，增强了聚合物链动力学。这不仅提高了粘附性，而且保持了粘合剂的灵活性和耐用性各个行业对高性能、环保型粘合剂的需求一直在增长。传统粘合剂在极端条件下往往难以保持其性能，限制了其应用。这项研究通过开发一种新型纳米复合材料来应对这些挑战，该纳米复合材料将PVA的优点与POT的独特性能相结合
POT-PVA纳米复合材料在-196至100°C的前所未有的温度范围内表现出强大的粘合性能。它们的热稳定性使其非常适合在极端环境中使用，如低温和高温应用
这些POT-PVA纳米复合材料的开发具有深远的意义。本研究中引入的POT-PVA纳米复合材料让我们看到了一个未来，在这个未来，粘合剂可以在极端条件下表现出色，同时也具有环境可持续性。它们可以通过提供能够承受极端条件的粘合剂来彻底改变建筑、汽车、航空航天和电子等行业。此外，这些粘合剂的环保性质与全球减少环境影响的努力相一致