Прочный обратимый клей действует по принципу слизи улитки
Ученые из Пенсильванского университета разработали новый клей, действующий по принципу слизи улитки. Материал может лечь в основу новых продуктов, вроде многоразовых конвертов или автомобильных крепежей.
Эпифрагма, склизкий слой влаги, защищает тело улитки от высыхания. Твердея, он позволяет брюхоногому долгое время держаться на одном месте. Ученые создали обратимый клей, использующий аналогичные механизмы, сообщает eurekalert.org. В исследовании участвовали специалисты из Университета Лихая и Корейского научно-технологического института. Выводы проекта представлены в журнале PNAS.
Команда профессора Шу Ян некоторое время изучала природные примеры обратимого клея. Но основная модель, гекконы, не дала актуальных результатов. Животные используют слабую адгезию из-за малого веса. Людям не удастся применить такие механизмы.
Прорыв был совершен, когда Гаосян Ву занимался другим проектом, включающим водородный полимер, полигидроксиэтилметакрилат (PHEMA). У материала обнаружились необычные адгезионные свойства. Он становился губчатым при намокании и жестким при высыхании. Свойство оказалось полезным для клея.
Влажный PHEMA заполняет все мелкие полости на поверхности, включая микротрещины на гладкой стене. Высыхая, материал становится жестким, как крышка бутылки, но не сжимается. Оставаясь в полостях, он удерживается на поверхности.
Свойство сделало полимер уникальным кандидатом для прочного, обратимого клея, соответствующего по характеристикам эпифрагме. Гидрогель из PHEMA оказался в 89 раз сильнее клея гекконов. Материал легко снимался с поверхности при намокании.
«PHEMA не теряет сцепления при масштабировании. Обычно прочность связи зависит от размера. Отсутствие хрупкой структуры устраняет эту проблему в PHEMA», — сказала Ян.
Кусочек полимера, размером с почтовую марку, выдержал вес человека, одного из первых авторов работы, Джейсона Кристофера Джолли. Специалисты признают, что PHEMA может быть не самым прочным клеем. Но он остается лучшим кандидатом для обратимой адгезии.
Материал пока не подходит для большинства промышленных сфер, так как его свойства управляются водой. Авторы хотят разработать материал, реагирующий на другие стимулы, вроде рН, определенных химикатов, света, тепла или электричества.
