Hvordan laver man klæbemidler til elektronik, køretøjer, og konstruktion hårdere?

Gør dem hårdere ved at gøre dem svagere.

Det er den foreslåede løsning fra et forskningshold fra Purdue University - kendt for sin klæbeteknologi.

"Vi har brugt inspiration fra havdyr til at udvikle flere nye klæbemidler, " sagde Jonathan Wilker, en Purdue professor i kemi og materialeteknik, der er med til at lede forskerholdet. "Vi har på det seneste ledt efter strategier til at gøre klæbemidler sejere. En måde at komme dertil kan ses som at gøre materialerne mere seje ved, at først, gør dem svagere."

Purdue-teamet tilføjede bindinger, der let brydes i hele materialet. Når der påføres tryk eller stress på limen, disse offerbindinger er designet til at absorbere energi og bryde fra hinanden. I mellemtiden resten af ​​det større klæbesystem forbliver intakt.

Purdue-holdets arbejde er offentliggjort i Journal of the American Chemical Society .

"Idéen minder lidt om, hvordan en murstensvæg er lavet af mursten, der er forskudt fra hinanden, " sagde Wilker. "Du forskyder mursten og cement, så en revne ikke skyder lige ned gennem cementlinjerne. En revne rammer midten af ​​en mursten og kræfterne spredes ud mod begge sider, til sidst faldende til det punkt, at væggen forbliver intakt.

"Vi tilføjede svage bindinger i klæbemidlet, så mekaniske kræfter og voksende revner taber energi ved at bryde disse bindinger i stedet for at have det hele, større materialebrud. Ideen er at styre, hvordan energi bevæger sig gennem materialet. Det overordnede klæbesystem kan blive mere sejt og mindre tilbøjeligt til at gå i stykker, når det udsættes for mekanisk belastning."

Wilkers team testede denne idé med flere typer obligationer. De, der fungerede bedst, var hverken for svage eller for stærke. Han sagde, at denne teknik til styring af energi i klæbemidler kan være et generelt fænomen, der kunne anvendes på klæbemidler i industrier lige fra forbrugerelektronik til byggeri til fremstilling af fly og biler.

Holdet har hundredvis af muslinger og østers, der vokser i deres laboratorium til at studere proteiner, der bruges af havdyr, der knytter sig til sten. Efter at have arbejdet på at forstå naturen af ​​disse naturlige klæbemidler, forskerne genererer derefter flere syntetiske versioner med forskellige egenskaber.

De har arbejdet på at patentere flere af deres toksinfrie klæbemiddelsystemer med Purdue Research Foundation Office of Technology Commercialization, som for nylig flyttede ind i Convergence Center for Innovation and Collaboration i Discovery Park District.