Forskere udvikler en ny klasse af undervandslim

Et koreansk forskerhold tilknyttet UNIST har præsenteret en ny type undervandslim, der er hårdere end de naturlige biologiske lim, som muslinger normalt bruger til at klæbe til sten, skibe og større havdyr. Dette har tiltrukket stor opmærksomhed som en teknologi til at overskride grænserne for konventionelle kemikaliebaserede klæbemidler, der mister vedhæftning, når de udsættes for fugt eller genbruges.

Forskningen blev ledet af professor Hoon-Eui Jeong i School of Mechanical Aerospace and Nuclear Engineering og hans forskerhold ved UNIST. Resultaterne af denne undersøgelse er blevet valgt som forsiden af ​​december 2017 -udgaven af ACS makrobreve .

Stabil vedhæftning mellem overflader under våde forhold har mange praktiske anvendelser, især inden for bioingeniør og medicinsk område, hvor de fleste overflader er våde. Imidlertid, begrænsninger i kompliceret overfladebehandling og dyre protokoller begrænser den omfattende anvendelse af disse naturlige proteinklæbemidler. Desuden, klæbemidlerne er typisk permanente, og har derfor begrænsninger for anvendelse som et reversibelt og genanvendeligt klæbemiddel.

Professor Jeong løste sådanne problemer ved hjælp af de enkle hydrogelmikrostrukturer alene. I undersøgelsen, forskergruppen præsenterede en vådreagerende, formkonfigurerbar, og fleksibelt hydrogelklæbemiddel, der udviser stærk vedhæftning under våde miljøer baseret på reversibel sammenlåsning mellem rekonfigurerbare mikrokrogarrays.

Klæbemidlets mikrokroge blev designet til at udvise en unik strukturel konfiguration med fremspringende hoveder. Adhæsionen mellem de sammenlåste mikrokrogarrays forstærkes kraftigt under våde forhold på grund af den hydratiseringsudløste formrekonfiguration af hydrogelmikrostrukturerne. Desuden, denne vandresponsive formændring er reversibel, og mikrostrukturen kan genvinde sin oprindelige form og størrelse ved fjernelse af vand ved tørring.

"Disse klæbemidler har form af tynde fleksible film med bioinspireret, svampeformede mikropiller, der spredes ensartet på overfladen af ​​mikrostrukturen, "siger Hyun-Ha Park i ph.d.-programmet for maskinteknik, undersøgelsens første forfatter. "Når de sammenlåste arrays udsættes for vand, en bemærkelsesværdig volumenudvidelse af en tilsvarende formtransformation af hydrogelmikrokroge forekom ved hævelse af hydrogel, resulterer i betydeligt øget vådadhæsion både i forskydning og normale retninger. "

Forskergruppen bemærker, "I modsætning til andre vådbindingssystemer, den nuværende låsemekanisme ikke involverer nogen kompliceret overfladebehandling eller kemiske dele, hvilket muliggør en enkel, men effektiv vej til stærk og reversibel våd vedhæftning på en omkostningseffektiv måde. "

"Overfladen på de konventionelle kemiske klæbemidler blødgør eller opløses, når den udsættes for fugt eller vand, hvilket kan føre til et betydeligt fald i klæbebindingsstyrken eller tab af vedhæftning over tid, "siger professor Jeong." I modsætning til andre vådbindingssystemer, den nuværende låsemekanisme ikke involverer nogen kompliceret overfladebehandling eller kemiske dele, hvilket muliggør en enkel, men effektiv vej til stærk og reversibel våd vedhæftning på en omkostningseffektiv måde. "

"Dette vådreagerende og reversible hydrogel-sammenklæbende klæbemiddel kan tjene som et robust og alsidigt vådklæbemiddel til en bred vifte af applikationer, der kræver stabil og stærk vedhæftning under forskellige våde forhold, "Professor Jeong tilføjer.