Banebrydende ny genanvendelig klæbemiddel virker under vandet

Illinois-forskere har introduceret en ny banebrydende genanvendelig klæbemiddel, der aktiveres på få sekunder, arbejder under vandet, og er stærk nok til at dødløfte 11 pund:formhukommelsespolymerer (SMP'er).

Holdet - lektor i mekanisk videnskab og teknik Seok Kim, kandidatstuderende Jun Kyu Park, og tidligere kandidatstuderende Jeffrey D. Eisenhaure (Ph.D. ME '17, nu med Northrop Grumman)—har bevist, at SMP'er kan bevare tørre vedhæftningsegenskaber, mens de er nedsænket. Deres studie, "Reversibel undervands tør vedhæftning af en formhukommelsespolymer, " blev for nylig udgivet af det videnskabelige tidsskrift Avancerede materialegrænseflader .

Klassificeret som et smart materiale, SMP'er har evnen til manuelt at skifte mellem deres oprindelige tilstand og en deformeret tilstand. Ved at manipulere deres SMP'ers tilstand, Kim og hans team opnåede vellykket vedhæftning til overflader nedsænket i vand såvel som andre flydende medier såsom olie.

"Tørre klæbemidler, som dem, der er inspireret af gekkofødder, menes at være utilstrækkelige til at opnå høj vedhæftning til en våd eller nedsænket overflade, " sagde Kim. "Men, denne tro er blevet annulleret på grund af vores SMP reversible tørre klæbemidler."

Ved at påføre tryk på den nedsænkede SMP i sin oprindelige gummiagtige tilstand, væske kan presses ud fra kontaktfladen. Under tilstrækkeligt pres, SMP'en overgår derefter til en glasagtig tilstand, skaber i det væsentlige en hermetisk kontakttilstand, der bevarer en meget stærk tør vedhæftning. Imidlertid, denne tilstand er ikke permanent; SMP'ens formgendannelsesegenskaber giver mulighed for at vende adhæsionen. Desuden, fordi SMP kan skifte flydende mellem begge stater, dens vedhæftning kan genbruges.

Forskerne fandt ud af, at den maksimale vedhæftningsstyrke af SMP, mens den var nedsænket i ferskvandstilstand, var 18 atm. som er mindst 18 gange større end vakuumsugekopper. Lignende resultater blev opnået for nedsænkning i saltvand og olie. De udførte forskellige eksperimenter for at udforske anvendelserne af deres SMP'er - f.eks. de brugte klæbemidlet til at fastgøre en krog til en våd væg. Når SMP havde overholdt, de var i stand til at hænge en fyldt rygsæk på krogen uden at opleve nogen svaghed i vedhæftningen.

"Disse resultater vil resultere i genanvendelige højstyrke klæbende fastgørelseselementer til våd eller nedsænket vægmontering, " sagde Kim, som planlægger at kommercialisere sine resultater gennem en start-up.

"Det næste skridt for denne teknologi vil være at udforske SMP-klæbemiddelsystemer yderligere for at muliggøre reversible klæbende gribere."