Ny lim klæber nemt, holder stærkt, og er en gas at trække fra hinanden

Midlertidig lim må ikke stjæle overskrifter, men de kan gøre hverdagen lettere.

Sticky office notes, bandagestrimler og malertape er alle eksempler på produkter, der klæber til overflader, men som relativt let kan fjernes.

Der er kun én ulempe. For at fjerne nogen af ​​disse klæbemidler, de limede overflader skal trækkes fra hinanden.

Dartmouth-forskning har opdaget en klasse af molekylære materialer, der kan bruges til at lave midlertidige klæbemidler, der ikke kræver kraft til fjernelse. Disse ikke-permanente lime vil ikke være tilgængelige som hjemme- eller kontorartikler, men de kan føre til nye fremstillingsteknikker og farmaceutisk design.

"Denne midlertidige klæbemiddel virker på en helt anden måde end andre klæbemidler, " sagde Katherine Mirica, en assisterende professor i kemi ved Dartmouth. "Denne innovation vil låse op for nye produktionsstrategier, hvor on-demand frigivelse fra adhæsion er påkrævet."

Dartmouth-forskningen fokuserer på molekylære faste stoffer, en særlig klasse af klæbende materialer, der eksisterer som krystaller. Molekylerne i strukturerne er sublimerbare, betyder, at de skifter direkte fra et fast stof til en gas uden at passere gennem en væskefase.

Evnen til at omgå den flydende fase er nøglen til den nye type midlertidige klæbemidler. Klæbemidlet klæber som et fast stof, men bliver derefter til en damp og frigives, når det er opvarmet i et vakuummiljø.

"Brugen af ​​sublimering - den direkte overgang fra fast til damp - er værdifuld, fordi den giver skånsom frigivelse fra vedhæftning uden brug af opløsningsmiddel eller mekanisk kraft, " sagde Mirica.

Tidligere Dartmouth-forskning var den første til at identificere, hvordan molekylære faste stoffer kan fungere som midlertidige klæbemidler. Ifølge ny forskning, offentliggjort i det akademiske tidsskrift Materialernes kemi , klassen af ​​molekyler, der kan bruges til at fremstille disse nye generations materialer, er bredere end hidtil antaget.

"Vi har udvidet listen over molekyler, der kan bruges som midlertidige klæbemidler, " sagde Nicholas Blloch, en ph.d. kandidat ved Dartmouth og første forfatter af papiret. "Det er vigtigt at identificere flere materialer at arbejde med, fordi det tilbyder udvidede designstrategier til at binde overflader sammen."

Forskerholdet siger, at de nye midlertidige klæbemidler kan være nyttige i tekniske applikationer såsom halvlederfremstilling og lægemiddeludvikling.

Når du laver computerchips, siliciumkomponenter skal bindes midlertidigt. Brugen af ​​et stærkt klæbemiddel, der frigives gennem sublimering, kan give mulighed for udvikling af mindre, kraftigere chips, da bånd, der kræver kraftig træk, ikke længere er påkrævet.

Inden for lægemidler, designprincipperne fremhævet gennem dette arbejde kan hjælpe med udviklingen af ​​mindre, hurtigere virkende piller. Klæbemidlerne kan også være behjælpelige ved design af nano- og mikromekaniske apparater, hvor brugen af ​​tape ikke er mulig.

Fundet giver også forskerne mere fleksibilitet i at udvikle midlertidige klæbemidler.

"Identifikation af flere molekyler med klæbeegenskaber forfiner vores grundlæggende undervurdering af de mangeskala og mangefacetterede faktorer, der bidrager til systemets klæbende egenskaber, " sagde Blloch

De mest almindelige midlertidige klæbemidler, der bruges i hjemmet eller på kontoret, er polymerer, lange kemiske kæder, der skaber stærke bindinger, men kan være svært at blive trukket fra overflader.

Hvis polymerer kan beskrives som lange kemiske tråde, der let filtres sammen, molekylære faste stoffer er mere som individuelle kemiske perler, der sidder oven på hinanden. Begge kan fås til at klæbe, men der er afvejninger.

Polymerer, der bruges til at lave superlim, filtrer sig så godt, at de danner overordentlig stærke bindinger, som er svære at trække fra hinanden. Klæbede kontorsedler og malertape er også polymerer, men med meget mindre holdestyrke. De kræver også en afskalning eller rivehandling for at fjerne bindingen.

Molekylære faste stoffer, der studeres af Dartmouth-holdet, kan være lige så stærke som midlertidige, polymerbaserede klæbemidler. Fordelen ved de nye lime er, at de ikke kun hæfter let, de kan frigives uden magt, og uden at forstyrre de bundne overflader.