Gecko-inspired but chemically switched friction and adhesion on nanofibrillar surfaces

Small

Volumn 11, Issue 9-10, 2015, Pages 1131-1137

  Ma, Shuanhong ^a,d   Wang, Daoai ^a   Liang, Yongmin ^a   Sun, Baoquan ^b   Gorb, Stanislav N ^c   Zhou, Feng ^a  

^a LANZHOU INSTITUTE OF CHEMICAL PHYSICS   (China)

^b SOOCHOW UNIVERSITY   (China)

^c UNIVERSITY OF KIEL   (Germany)

^d UNIVERSITY OF CHINESE ACADEMY OF SCIENCES   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ADHESIVES; ASPECT RATIO; DENDRIMERS; INTERFACE STATES; NANOFIBERS; SILICON; SWELLING;

IN- SITU MONITORING; INTERFACIAL CONTACT; INTERFACIAL FRICTION; INTERFACIAL MODIFICATION; LUBRICATION SYSTEM; RESPONSIVE MATERIALS; RESPONSIVE POLYMER; SYNTHETIC ADHESIVES;

FRICTION;

GEKKONIDAE;

BIOMIMETIC MATERIAL; ELECTROLYTE; METAL NANOPARTICLE; NANOFIBER; NANOWIRE; POLYMER; SILICON;

ADHESION; ANIMAL; ATOMIC FORCE MICROSCOPY; CHEMISTRY; FRICTION; HUMIDITY; LIZARD; NANOTECHNOLOGY; PH; PROCEDURES; SURFACE PROPERTY;

ADHESIVENESS; ANIMALS; BIOMIMETIC MATERIALS; ELECTROLYTES; FRICTION; HUMIDITY; HYDROGEN-ION CONCENTRATION; LIZARDS; METAL NANOPARTICLES; MICROSCOPY, ATOMIC FORCE; NANOFIBERS; NANOTECHNOLOGY; NANOWIRES; POLYMERS; SILICON; SURFACE PROPERTIES;

EID: 84924044399     PISSN: 16136810     EISSN: 16136829     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/smll.201402484     Document Type: Article

References (81)

1. a) A. Sidorenko, T. Krupenkin, A. Taylor, P. Fratzl, J. Aizenberg, Science 2007, 315, 487
2. b) M. A. Cohen Stuart, W. T. S. Huck, J. Genzer, M. Müller, C. Ober, M. Stamm, G. B. Sukhorukov, L Szleifer, V. V. Tsukruk, M. Urban, F. Winnik, S. Zauscher, L Luzinov, S. Minko, Nat Mater. 2010, 9, 101
3. c) J. D. Toonder, F. Bos, D. Broer, L. Filippini, M. Gillies, J. De Goede, T. Mol, M. Reijme, W. Talen, H. Wilderbeek, V. Khatavkar, P. Anderson, Lab Chip 2008, 8, 533
4. d) S. N. Khaderi, M. G. H. M. Baltussen, P. D. Anderson, D. Loan, J. M. J. Den Toonder, P. R. Onck, Phys. Rev. E. 2009, 79, 046304
5. e) B. Pokroy, S. H. Kang, L. Mahadevan, J. Aizenberg, Science 2009, 323, 237.
6. a) M. Ghyoot, C. De Ridder, M. Jangoux, Zoomorphology 1987, 106, 279
7. b) P. Satir, M. A. Sleigh, Annu. Rev. Physiol. 1990, 52, 137
8. c) R. M. Macnab,J. Bacteriol. 1999, 181, 7149.
9. a) M. J. Liu, Y. M. Zheng, J. Zhai, L. Jiang, Acc. Chem. Res. 2009, 43, 368
10. b) K. S. Liu, X. Yao, L. Jiang, Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 3240
11. c) K. Autumn, M. Sitti, Y. A. Liang, A. M. Peattie, W. R. Hansen, S. Sponberg,T.W. Kenny, R. Fearing, J. N. Israelachvili, R. J. Full, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2002, 99,12252
12. d) P. Vukusic, J. R. Sambles, Nature 2003, 424, 852
13. e) X. F. Gao, L. Jiang, Nature 2004, 432, 36.
14. P. F. A. Maderson, Nature 1964, 203, 780.
15. a) R. Ruibal, V. Ernst, J. Morphol. 1965, 117, 271
16. b) L. Heepe, A. E. Kovalev, A. E. Filippov, S. N. Gorb, Phys. Rev. Lett. 2013, 111, 104301.
17. a) W. R. Hansen, K. Autumn, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2005, 102, 385
18. b) G. Huber, H. Mantz, R. Spolenak, K. Mecke, K. Jacobs, S. N. Gorb, E. Arzt, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2005, 102, 16293.
19. a) H. E. Jeong, J. K. Lee, H. N. Kim, S. H. Moon, K. Y. Suh, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2009, 106, 5639
20. b) A. K. Geim, S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva, K. S. Novoselov, A. A. Zhukov, S. Y. Shapoval, Nat. Mater. 2003, 2, 461
21. c) N. J. Glassmaker, A. Jagota, C. Y. Hui, W. L. Noderer, M. K. Chaudhury, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2007, 104, 10786
22. d) T. S. Kustandi, V. D. Samper, D. K. Yi, W. S. Ng, P. Neuzil, W. Sun, Adv. Funct. Mater. 2007, 17, 2211
23. e) H. Lee, B. P. Lee, P. B. Messersmith, Nature 2007, 448, 338.
24. a) L. Qu, L. Dai, M. Stone, Z. Xia, Z. L. Wang, Science 2008, 322, 238
25. b) L. Ge, S. Sethi, L. Ci, P. M. Ajayan, A. Dhinojwala, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2007, 104, 10792.
26. a) K. Autumn, N. Gravish, Philos. Trans. R. Soc., A 2008, 366, 1575
27. b) K. Autumn, Y. A. Liang, S. T. Hsieh, W. Zesch, W. P. Chan, T. W. Kenny, R. Fearing, R. J. Full, Nature 2000, 405, 681.
28. a) B. Chen, P. D. Wu, H. Gao, Proc. R. Soc. A 2008, 464, 1639
29. b) K. J. Jin, J. C. Cremaldi, J. S. Erickson, Y. Tian, J. N. Israelachvili, N. S. Pesika, Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 574
30. c) M. T. Northen, C. Greiner, E. Arzt, K. L. Turner, Adv. Mater. 2008, 20, 3905
31. d) J. B. Puthoff, M. Holbrook, M. J. Wilkinson, K. Jin, N. S. Pesika, K. Autumn, Soft Matter 2013, 9, 4855
32. e) Y. Tian, N. Pesika, H. B. Zeng, K. Rosenberg, B. X. Zhao, P. McGuiggan, K. Autumn, J. Israelachvili, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2006, 103, 19320
33. f) N. S. Pesika, H. Zeng, K. Kristiansen, B. Zhao, Y. Tian, K. Autumn, J. Israelachvili, J. Phys.: Condens. Matter 2009, 21, 464132
34. g) A. G. Gillies, J. Puthoff, M. J. Cohen, K. Autumn, R. S. Fearing, ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 6081
35. h) J. Tamelier, S. Chary, K. L. Turner, Langmuir 2013, 29, 10881
36. i) M. Zhou, Y. Tian, D. Sameoto, X. J. Zhang, Y. G. Meng, S. Z. Wen, ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 10137
37. j) W. G. Bae, D. Kim, K. Y. Suh, Nanoscale 2013, 5, 11876
38. k) Z. Z. Wang, P. Gu, X. P. Wu, Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 20764
39. l) Y. Mengüç, M. Rohrig, U. Abusomwan, H. Holscher, M. Sitti, J. R. Soc., Interface 2014, 11, 20131205
40. m) A. H. Ji, L. B. Han, Z. D. Dai, J. Bionic Eng. 2011, 8, 345
41. n) M. J. Vogel, P. H. Steen, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2010, 107, 3377
42. o) S. Kim, M. Sitti, T. Xie, X. C. Xia, Soft Matter 2009, 5, 3689
43. p) S. Reddy, E. Arzt, A. del Campo, Adv. Mater. 2007, 19, 3833
44. q) J. X. Cui, D. M. Drotlef, I. Larraza, J. P. Fernández-Blázquez, L. F. Boesel, C. Ohm, M. Mezger, R. Zentel, A. del Campo, Adv. Mater. 2012, 24, 4601
45. r) D. M. Drotlef, P. Blumler, A. del Campo, Adv. Mater. 2014, 26, 775
46. s) D. Q. Liu, D. J. Broer, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 4542
47. t) D. Paretkar, M. Kamperman, A. S. Schneider, D. Martina, C. Creton, E. Arzt, Mater. Sci. Eng., C 2011, 31, 1152.
48. a) M. Irie, D. Kunwatchakun, Macromolecules 1986, 19, 2476
49. b) K. Kataoka, H. Miyazaki, M. Bunya, T. Okano, Y. Sakurai, J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 12694
50. c) T. Watanabe, M. Akiyama, K. Totani, S. M. Kuebler, F. Stellacci, W. Wenseleers, K. Braun, S. R. Marder, J. W. Perry, Adv. Funct. Mater. 2002, 12, 611
51. d) B. A. Evans, A. R. Shields, R. L. Carroll, S. Washburn, M. R. Falvo, R. Superfine, Nano Lett. 2007, 7, 1428
52. e) A. Sidorenko, T. Krupenkin, J. Aizenberg, J. Mater. Chem. 2008, 18, 3841
53. f) E. Gultepe, J. S. Randhawa, S. Kadam, S. Yamanaka, F. M. Selaru, E. J. Shin, A. N. Kalloo, D. H. Gracias, Adv. Mater. 2013, 25, 514
54. g) P. J. Glazer, J. Leuven, H. An, S. G. Lemay, E. Mendes, Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 2964
55. h) M. Murugesan, G. Abbineni, S. L. Nimmo, B. Cao, C. Mao, Sci. Rep. 2013, 3, 1820
56. i) H. H. Cheng, J. Liu, Y. Zhao, C. G. Hu, Z. P. Zhang, N. Chen, L. Jiang, L. T. Qu, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 10482
57. j) M. Dai, O. T. Picot, J. M. Verjans, L. T. de Haan, A. P. Schenning, T. Peijs, C. W. Bastiaansen, ACS. Appl. Mater. Interfaces. 2013, 5, 4945.
58. a) T. Chen, R. Ferris, J. Zhang, R. Ducker, S. Zauscher, Prog. Polym. Sci. 2010, 35, 94
59. b) A. M. Alswieleh, N. Cheng, I. Canton, B. Ustbas, X. Xue, V. Ladmiral, S. J. Xia, R. E. Ducker, O. El Zubir, M. L. Cartron, C. N. Hunter, G. J. Leggett, S. P. Armes, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 9404.
60. a) B. Chen, W. H. Briscoe, S. P. Armes, J. Klein, Science 2009, 323, 1698
61. b) Q. B. Wei, M. R. Cai, F. Zhou, W. M. Liu, Macromolecules 2013, 46, 9368
62. c) X. Y. Liu, E. Thormann, A. Dedinaite, M. Rutland, C. Visnevskij, R. Makuska, P. M. Claesson, Soft Matter 2013, 9, 5361
63. d) F. Goujon, A. Ghoufi, P. Malfreyt, D. J. Tildesley, Soft Matter 2013, 9, 2966
64. e) R. Tadmor, J. Janik, J. Klein, Phys. Rev. Lett. 2003, 911, 115503.
65. F. Wan, Q. Ye, B. Yu, X. W. Pei, F. Zhou, J. Mater. Chem. B 2013, 1, 3599.
66. R. Barbey, L. Lavanant, D. Paripovic, N. Schüwer, C. Sugnaux, S. Tugulu, H. A. Klok, Chem. Rev. 2009, 109, 5437.
67. a) Z. Wang, W. M. Mook, C. Niederberger, R. Ghisleni, L. Philippe, J. Michler, Nano Lett. 2012, 12, 2289
68. b) G. Pennelli, M. Totaro, A. Nannini, ACS Nano 2012, 6, 10727.
69. a) K. E. Klein, J. D. Mahalu, D. Perahia, L. Fetters, Nature 1994, 370, 634
70. b) P. A. Schorr, T. C. B. Kwan, S. M. K. Ii, E. S. G. Shaqfeh, M. Tirrell, Macromolecules 2003, 36, 389
71. c) N. Maeda, N. Chen, M. Tirrell, J. N. Israelachvili, Science 2002, 297, 379.
72. S. Lee, N. D. Spencer, Tribol. Int. 2005, 38, 922.
73. a) K. L. Johnson, K. Kendall, A. D. Roberts, Proc. R. Soc. London A 1971, 324, 301
74. b) B. V. Derjaguin, V. M. Muller, Y. P. Toporov, J. Colloid Interface Sci. 1975, 53, 314.
75. J. Klein, Friction 2013, 1, 1.
76. a) X. D. Xiao, L. M. Qian, Langmuir 2000, 16, 8153
77. b) J. X. Yu, L. Chen, L. M. Qian, D. L. Song, Y. Cai, Appl. Surf. Sci. 2013, 265, 192
78. c) Y. Sugawara, M. Ohta, T. Konishi, S. Morita, M. Suzuki, Y. Enomoto, Wear 1993, 168, 13.
79. F. Goujon, A. Ghoufi, P. Malfreyt, D. J. Tildesley, Soft Matter 2012, 8, 4635.
80. a) X. Hou, F. Yang, L. Li, Y. L. Song, L. Jiang, D. B. Zhu, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 11736
81. b) X. Hou, Y. Liu, H. Dong, F. Yang, L. Li, L. Jiang, Adv. Mater. 2010, 22, 2440.