湿度诱导的聚电解质刷玻璃化转变在空气中产生可切换摩擦

聚合物刷作为响应性表面已得到广泛应用，特别是在溶剂环境中实现可调摩擦方面。尽管近期有兴趣将该技术拓展至空气环境，但关于蒸气吸收对摩擦影响的认识仍十分有限。针对聚电解质刷，我们报道的研究发现：随着相对湿度升高，摩擦剪切力在达到临界湿度后衰减了两个数量级。然而，刷的水吸收、结构与溶胀随湿度升高呈连续变化趋势。与之相反，发生了湿度诱导的玻璃化转变，导致从干态滑动转变为类流体滑动，水溶胀的刷充当润滑剂。在玻璃化转变以下，无论水浓度如何摩擦均很大；因此摩擦发生急剧转变。该切换机制被证明是吸湿性聚合物的普遍性质，为利用蒸气刺激实现可切换摩擦或其他表面驱动提供了新机遇。