[发明专利]具有可切换的粘附性的制品

说明书

本发明涉及具有可切换的粘附性的表面。为了实现所述粘附性，至少部分涂覆有聚合物的形态记忆合金形成表面结构，由此可控制所述表面的粘附力。

技术领域

本发明涉及包括至少一个具有可切换的粘附性的表面的制品。

背景技术

借助于粘附性将不同的表面粘合在一起在构成材料连接方面起着重要的作用。这方面的问题是，粘合往往很难被再次消除。这通常与粘合层的解体或破坏有关。

另一种可能的方式是通过其干的粘附性(dry adhesivity)将表面接合在一起。本文中干的粘附性应被理解为在不使用粘合促进材料(例如粘附性的材料)的情况下表面之间的粘附力的形成。这样的粘合也是值得关注的，因为其可被去除而不留残渣。

这样的粘合体系常基于表面的结构化。然而，此处必须区分需要特定的对应结构(counter-structure)(例如钩子或孔眼)的体系和能够利用任何表面形成粘附力的体系。

这样的粘合系统在自然界也是已知的，例如壁虎或昆虫的腿就是这种情况。据认为，这样的体系中的粘合力是基于范德华力的。在这些体系中，表面的结构化在接触时导致接触面积极度增大，并因而还导致接触时形成的粘附力的增强。

对于干粘附性来说，两个表面之间的粘附强度取决于粘附可用的面积。因此，两个平坦的平面彼此粘附的效果明显比一个平坦的平面和另一个粗糙或不平坦的平面彼此粘附的效果更好。一般的规律是，可用来粘附的面积越大，两个表面之间的粘附就越好。

然而，这个面积通常是不可改变的，因而表面的粘附力通常也是不可改变的。

但是，现有技术已知的材料依据外部的影响可采用不同的形态。这样的材料特别熟知为形态记忆合金(SMAs)。

形态记忆合金可以在不改变它们成分的情况下改变它们的晶体结构，并且可以以加热或机械的方式触发所述晶体结构的变化。通常以加热的方式来触发所述变化，亦即到达一定的温度时形态记忆合金就会改变其结构。

通常，形态记忆合金的高温相已知为奥氏体相以及低温相已知为马氏体相。形态记忆合金的特殊性质的基础是，所述两个相能够可逆地相互转换。

此处应区分两种不同的可能性。当特定形态的奥氏体制品被冷却至低于转变温度的温度时，其转变成同样形态的马氏体制品。然后，该制品在不超过马氏体的临界应变的情况下(取决于所使用的合金，通常约5～7％)被转换成第二形态。当该制品被加热至转换温度以上的温度时，其转换回奥氏体并且再次呈现原来的第一形态。可多次重复该过程。但是，若所获得的奥氏体制品在冷却至转换温度以下而没有再次变形，则其不会转换成第二形态。只有通过所述制品的重新变形才能获得该第二形态。因此，这种效应被称为“单向形态记忆效应”(“one-way shape memory effect”)。

当形态记忆材料发生塑性变形对其进行热机械处理时可实现不同的性能(behavior)。这两个过程均在材料中形成微观结构，这导致既存在对奥氏体制品的形态的记忆又存在对马氏体制品的形态的记忆。由此，在奥氏体至马氏体的冷却和转换过程中还可形成表面结构的形态变化。该过程是可逆的，从而通过加热和冷却这两个形态之间可互换。这种效应被称为“双向形态记忆效应”(“two-way shape memory effect”)。