模拟显示了从粗糙表面分离的软固体的接触面积。每个有色点对应于接触的不稳定性。不同的颜色强度显示了在这个过程中损失了多少能量。来源：Antoine Sanner， Lars Pastewka。
胶带或便签很容易粘在表面上，但有时很难去除。这种现象被称为粘滞现象，在柔软、有弹性的材料中基本可以观察到：粘接接触的形成比断裂更容易。阿克伦大学、匹兹堡大学和德国布里斯高的弗莱堡大学的研究人员发现，这种粘附滞后是由粘附的软材料的表面粗糙度引起的。通过实验观察和模拟相结合，研究小组证明了粗糙度会干扰分离过程，导致材料在微小的、突然的运动中分离，从而逐渐释放部分粘合剂。来自阿克伦大学的Nityanshu Kumar博士和Ali Dhinojwala博士，匹兹堡大学的Tevis Jacobs博士，以及来自弗莱堡大学微系统工程系和livMatS卓越集群的Antoine Sanner博士和Lars Pastewka博士在著名的《科学进展》杂志上发表了他们的研究结果。
“我们的发现将使通过表面粗糙度来具体控制软材料的粘附特性成为可能，”桑纳说。“它们还将允许在未来的软机器人或生产技术中开发新的和改进的应用，例如抓手或放置系统。”
到目前为止，研究人员已经假设粘弹性能量耗散会导致软固体中的粘附滞后。换句话说，由于材料在接触循环中变形，能量在材料中的热量损失：接触时被压缩，释放时膨胀。这些能量损失抵消了接触面的运动，从而增加了分离过程中的粘附力。接触老化，即在接触表面形成化学键，也被认为是一个原因。在这里，接触存在的时间越长，附着力越大。
“我们的模拟表明，观察到的滞后可以在没有这些特定的能量耗散机制的情况下解释。在我们的数值模型中，能量耗散的唯一来源是接触边缘的突然跳跃运动，这是由粗糙度引起的，”桑纳说。
在弗莱堡研究人员的模拟和阿克伦大学的粘附实验中，这种突然的跳跃运动清晰可见。库马尔解释说：“在20世纪90年代，接触面的突然变化已经被提到是附着滞后的可能原因，但之前的理论工作仅限于简化的表面性质。”
“我们首次成功地计算了实际表面粗糙度的粘附滞后。这是基于数值模型的效率和匹兹堡大学研究人员进行的极其详细的表面表征，”雅各布斯说。