211service.com
Super velcro
General Motors forskere har lavet et ekstremt stærkt klæbemiddel, der skilles ad, når det opvarmes. Klæbemidlet er 10 gange mere klæbrigt end velcro og de genanvendelige gekko-inspirerede lime, som mange forskergrupper har forsøgt at perfektionere.
Genanvendelig superlim: Et atomkraftmikroskopbillede viser overfladen af en formhukommelsespolymer, der er blevet behandlet for at lave en stærk genanvendelig klæbemiddel. To stykker af polymeren klæber sammen, når de opvarmes, forbliver fast, når de køles ned, og skilles fra hinanden, når de opvarmes igen.
Polymererne i limen binder sig til hinanden i løbet af få minutter, når de først opvarmes. Når to stykker af klæbematerialerne opvarmes, klæber de således stærkt sammen. Når først de sidder fast, kræver det en masse kraft at pille polymererne væk fra hinanden, men de skilles let ad, når de opvarmes igen. Forskerne var i stand til at fastgøre og trække polymererne fra hinanden to gange, før de mistede en tredjedel af klæbestyrken, ifølge enLangmuirpapir offentliggjort online.
Du kan tænke på materialet som en kemisk velcro, sigerTao Xie, en polymerforsker, der leder arbejdet ved GM Research and Development Center i Warren, MI. Her er fordelen, at bindingen er næsten lige så god som den væskebaserede hærdelige klæber, vi er mere bekendt med.
Klæbemidlet kan føre til biler, der er nemme og billige at tilpasse. Xie forestiller sig udskiftelige bilkofangere og trim i forskellige farver. Kunder kunne endda angive, hvor de ville have deres radio, GPS-system eller kopholdere placeret.
Mark Geoghegan, der studerer reversible klæbemidler ved University of Sheffield i Storbritannien, siger, at stærke, omskiftelige klæbemidler kunne gøre det lettere at genbruge computere og elektronik, hvis disse klæbemidler blev brugt til at lime dem sammen. At skille komplicerede strukturer ad til genbrug ved slutningen af den originale enheds levetid er ikke trivielt, hvis deres oprindelige produktion involverede svejsning, siger han.
Limen kan finde anvendelse i enhver applikation, der kræver en stærk, men foranderlig binding, såsom møbler, legetøj og bygninger. Geoghegan forestiller sig kontorer eller hotelværelser, der kunne skræddersyes til at rumme en handicappet person. Eller, foreslår han, Forestil dig en U2-tur, hvor sæt bliver samlet og adskilt på daglig basis. Det kan være lettere at bruge en højstyrke vendbar klæbemiddel end at bruge bolte.
Det nye materiale er lavet af en formhukommelsespolymer, en hård plast, der bliver gummiagtig, når den opvarmes over en vis temperatur – 68 ºC i dette tilfælde. Forskerne poder et enkelt lag af en forgrenet polymer på overfladen af formhukommelsespolymeren. Den forgrenede polymer indeholder molekyler, der danner tætte hydrogenbindinger med hinanden.
Molekylerne kontakter ikke hinanden godt, hvis to stykker af den stive formhukommelsespolymer presses mod hinanden, siger Xie. Så vi varmer dem op og presser dem så sammen, så det er ligesom at presse gummier sammen, så den [molekylære] kontakt er god. Som et resultat forbinder millioner af de hydrogenbindende molekyler med hinanden og limer de to polymerstykker sammen. Overfladerne bliver siddende fast, når polymeren afkøles og hærder.
Materialets klæbestyrke er 700 newton per kvadratcentimeter. Den bedste gekko-lim kan derimod modstå en kraft på 100 newton, før den skilles ad. Vedhæftningsstyrken er ret stærk, og reversibiliteten af systemet er spændende, sigerJeffrey Karp, en bioingeniør i Harvard-MIT Division of Health Sciences and Technology, som har udviklet gekko-inspirerede medicinske klæbemidler. Han tilføjer dog, at den varme, det kræver, kan begrænse dens anvendelse.
Anand Jagota, en kemiingeniørprofessor ved Lehigh University, siger, at selvom limens styrke viser meget lovende for anvendelser inden for genbrug og bæredygtig fremstilling, ville han ikke kalde det et ægte genanvendeligt klæbemiddel endnu. Du bør være i stand til at bruge en ægte vendbar lim hundredvis af gange uden at miste dens egenskaber.