چسبی به شدت قوی و با چسبندگی بازگشت پذیر

تصویر میکروسکوپ اتمی از سطح پلیمر
تصویر میکروسکوپ اتمی از سطح پلیمر با حافظه شکلی که چسب قوی بازگشت پذیری را می سازد.

محققان جنرال موتورز چسب های به شدت قوی ای ساخته اند که برگشت پذیر می باشند، یعنی موقع گرم کردن ویژگی چسبناکی را از دست داده و از هم جدا می شوند. این چسب ۱۰ بار قوی تر از چسب Velcro و چسب های قابل استفاده مجدد الهام گرفته از مارمولک می باشد که محققان بسیاری برای کامل تر و بهتر کردن آن تلاش کرده اند.

پلیمر های موجود در چسب در عرض چند دقیقه پس از گرم کردن اولیه به همدیگر پیوند می خورند. بنابراین، وقتی دو تکه آغشته به چسب گرم می شوند، به شدت به همدیگر می چسبند. برای جدا کردن دو تکه از یکدیگر در دمای معمولی نیروی بسیار زیادی لازم است، اما با دوباره گرم کردن، دو تکه به راحتی از هم جدا می شوند. طبق مقالات مرتبط منتشر شده در مجله Langmuir، محققان توانسته اند چسب ها را تا قبل از آنکه یک سوم قدرت چسبندگی شان از بین برود، دو بار به همدیگر بچسبانند و از هم جدا کنند.

Tao Xie، یکی از محقیقن پلیمر که در بخش مرکزی R&D جنرال موتورز کار می کند، می گوید:”می توان این چسب را به عنوان یک Velcro شیمیایی تصور کرد. مزیتش این است که در آن باندها به خوبی چسب  قابل بازیافت پایه مایع (liquid-base) است که ما با این نوع چسب آشناتریم.”

با کمک این چسب می توان خوردوها را به سادگی و با هزینه کم طبق دلخواه مشتری سفارشی نمود. خودروهایی را تصور کنید که در آن از سپرهای قابل تعویض در رنگ های مختلف استفاده شده است و مشتری می تواند حتی محل قرار گرفتن رادیو، سیستم GPS یا محل نگه داری فنجانش را مشخص کند.

مارک جیوجیگان، که در مورد چسب های برگشت پذیر در دانشگاه Sheffied در انگلستان مطالعه می کند، می گوید: چسب های قوی و قابل تعویض می توانند بازیافت کامپیوترها و وسایل الکترونیکی را آسانتر کنند. او می گوید:”جدا کردن اجزای پیچیده وسایلی که عمر مفید آنها تمام شده و در ساختمان آنها از جوشکاری استفاده شده، برای اینکه دوباره از آن ها استفاده کنیم کار ساده ای نیست.”

این چسب می تواند در کاربرد هایی که به پیوندها و اتصالات قوی و در عین حال قابل تغییر نیاز دارند، مثل اسباب خانه، عروسک ها و ساختمان ها به کار برده شود. ممکن است استفاده از چسب برگشت پذیر با استحکام زیاد آسانتر از استفاده از پیچ باشد.

ماده ی جدید از یک پلیمر با حافظه شکلی ساخته شده است، یک پلاستیک سخت که وقتی گرما داده شود تا به دمای بالاتر از دمای مشخص ۶۸ درجه سانتی گراد برسد، لاستیک مانند و نرم می شود. محققان یک لایه از پلیمر شاخه ای شده ای را روی سطح پلیمر با حافظه شکلی پیوند زده اند. پلیمر شاخه ای شده شامل مولکول هایی است که از باند های هیدروژنی محکم تشکیل شده اند.

چسبندگی بازگشت پذیر
دو تکه از پلیمر وقتی گرم می شوند به همدیگر می چسبند، وقتی سرد شدند به هم چسبیده می مانند، و وقتی گرم شدند دوباره از هم جدا می شوند.

Xie می گوید: اگر همینطوری دو تکه از پلیمر با حافظه شکلی محکم به همدیگر فشار داده شوند، مولکول ها به خوبی با یکدیگر تماس پیدا نمی کنند. بنابراین ما آنها را گرم کرده، به همدیگر می فشاریم. بعد مولکول ها شبیه فشرده شدن لاستیک ها به همدیگر به خوبی به یکدیگر اتصال پیدا می کنند.” در نتیجه، میلیون ها مولکول با باند هیدروژنی به همدیگر متصل شده و دو تکه پلیمر به هم می چسبند و سطح باقی مانده وقتی که دو پلیمر سرد و سفت و سخت شدند، به همدیگر می چسبند.

قدرت چسبندگی این ماده ۷۰۰ نیوتن بر سانتیمتر مربع است، در حالیکه در بهترین شرایط چسب های مارمولکی می تواند نیروی ۱۰۰ نیوتنی را تحمل کند. جفری کارپ، یک مهندس بیولوژی در بخش علوم و تکنولوژی سلامت در Harvard-MIT که چسب های دارویی الهام گرفته از مارمولک را ساخته است، می گوید :”مقاومت چسبندگی این چسب ها نسبتاً زیاد است و بازگشت پذیری سیستم واقعاً جالب است.” اما او اضافه می کند که گرمای مورد نیاز آن کاربرد هایش را محدود می کند.

Anand Jagota ، یک پروفسور مهندسی شیمی در دانشگاه Lehigh، می گوید: “اگرچه با توجه به استحکام این چسب ها امید بسیاری برای کاربرد آنها در بازیافت و تولید پایدار و تجدیدپذیر وجود دارد، اما نمی توان هنوز آنها را چسب  واقعاً بازگشت پذیر خواند. شما باید بتوانید تا از یک چسب واقعاً باز گشت پذیر صدها بار استفاده کنید، بدون آنکه ویژگی هایش را از دست بدهد.”

————

Technology Review

نظر دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *