211service.com
Nanoklej w sztyfcie pod wodą
Bandaże mogą pozostać na miejscu nawet po kąpieli dzięki nowemu klejowi opracowanemu przez naukowców z Northwestern University. Klej nie tylko dobrze sprawdza się na mokrych powierzchniach, ale można go również ściągnąć i użyć ponownie ponad tysiąc razy.
Klej podwodny: Naukowcy, zainspirowani umiejętnościami przyklejania się gekona i małży, stworzyli nowy rodzaj kleju, który pozostaje lepki na mokrych powierzchniach.
Nanoklej składa się z silikonowych filarów o szerokości 400 nanometrów pokrytych polimerem, który naśladuje białka adhezyjne występujące w małżach. Oprócz bandaży nowy materiał może być stosowany w plastrach do podawania leków i w taśmach samoprzylepnych do zamykania ran chirurgicznych, mówi Phillip Messersmith , profesor inżynierii biomedycznej na Northwestern University, który zgłosił klej w: Natura w tym tygodniu.
Wielu badaczy pracuje nad klejami, które naśladują maleńkie włoskowate struktury na stopach gekonów, które dają jaszczurce zdolność wbiegania po ścianach i sufitach, a nawet zwisania na jednym palcu. Słupy z nanorurek węglowych doprowadziły do powstania jednej z najsilniejszych taśm gekonowych, ale kleje, podobnie jak stopy gekona, tracą przyczepność na mokrych powierzchniach. (Zobacz Ściany wspinaczkowe z nanorurek węglowych .) Ali Dhinojwala , profesor nauk o polimerach na Uniwersytecie w Akron, który opracował taśmę gekona wykonaną z nanorurek węglowych, mówi, że filary, które mają tysiące nanometrów wysokości, po prostu zapadają się w wodzie pod wpływem ciśnienia.
Nowy klej opiera się na podobnej konstrukcji słupków, ale lepiej sprawdza się pod wodą z dwóch powodów. Messersmith i jego koledzy skracają filary, aby się nie zawaliły. I pokrywają nanofilary cienką warstwą polimeru, który imituje niezwykle silne białko adhezyjne omułka. Rezultatem jest klej, który pozostaje przyklejony do mokrych powierzchni, tak samo jak gekon lub karteczka samoprzylepna przykleja się do suchych powierzchni.
W tej chwili materiał zajmuje do dwóch milimetrów kwadratowych. Największym wyzwaniem, aby klej był praktyczny, będzie tworzenie większych pokosów. Aby był to opłacalny klej, musisz być w stanie wykonać metry kwadratowe, a nie tylko kilka milimetrów, mówi Messersmith.
Na większych obszarach trudniej jest przykleić każdy słupek do powierzchni, zgodnie z Metin Sitti , profesor inżynierii mechanicznej na Uniwersytecie Carnegie Mellon, który pracuje nad podobnymi klejami. Krótkie filary w nowym materiale sprawiają, że problem jest szczególnie trudny. Jeśli powierzchnia jest bardziej chropowata niż wysokość słupa, większość z nich będzie w powietrzu, więc trzeba mocno dociskać, mówi Sitti.
W przeciwieństwie do poprzednich konstrukcji słupków z tworzywa sztucznego i nanorurek węglowych, nowy materiał nie zależy od fizycznych sił van der Waalsa. Zamiast tego opiera się na chemicznej interakcji powierzchni z chemicznymi grupami hydroksylowymi w syntetycznym białku omułka. Z tego powodu Dhinojwala mówi, że klej może nie przyczepiać się do każdego rodzaju powierzchni.
Ale Messersmith wierzy, że klej okaże się wszechstronny. Te funkcjonalne grupy [hydroksylowe] mają zdolność przylegania do różnych powierzchni, mówi. Do tej pory naukowcy przetestowali klej na azotku krzemu, tlenku tytanu i złocie, które są używane w elektronice. Ale jeśli klej ma być używany w bandażach i taśmach medycznych, musiałby przykleić się do skóry. Naukowcy przetestowali inne syntetyczne białka inspirowane małżami, które mają podobne grupy chemiczne i odkryli, że są one przyczepne do tkanki biologicznej. Małże mogą przyczepić się do wszystkiego, mówi Messersmith. Przywierają do kawałka drewna, które jest organiczne. Przywierają również do skóry wielorybów.