Een Koreaans onderzoeksteam dat is aangesloten bij UNIST heeft een nieuw type onderwaterlijm gepresenteerd dat sterker is dan de natuurlijke biologische lijmen die mosselen normaal gesproken gebruiken om aan rotsen te hechten. schepen en grotere zeedieren. Dit heeft veel aandacht getrokken als een technologie om de grenzen te overschrijden van conventionele lijmen op chemische basis die hechting verliezen wanneer ze worden blootgesteld aan vocht of wanneer ze opnieuw worden gebruikt.

Het onderzoek werd geleid door professor Hoon-Eui Jeong van de School of Mechanical Aerospace and Nuclear Engineering en zijn onderzoeksteam bij UNIST. De bevindingen van deze studie zijn geselecteerd als de voorkant van het decembernummer van 2017: ACS-macrobrieven .

Stabiele hechting tussen oppervlakken onder natte omstandigheden heeft veel praktische toepassingen, met name in de bio-engineering en de medische sector, waar de meeste oppervlakken nat zijn. Echter, beperkingen in gecompliceerde oppervlaktebehandeling en dure protocollen beperken het uitgebreide gebruik van deze natuurlijke eiwitkleefstoffen. Verder, de lijmen zijn meestal permanent, en hebben daarom beperkingen voor toepassing als een omkeerbare en herbruikbare lijm.

Professor Jeong loste dergelijke problemen op met alleen de eenvoudige hydrogel-microstructuren. In de studie, het onderzoeksteam presenteerde een nat reagerende, vorm-herconfigureerbaar, en flexibele hydrogellijm die een sterke hechting vertoont onder natte omgevingen op basis van omkeerbare vergrendeling tussen herconfigureerbare microhook-arrays.

De microhaken van de lijm zijn ontworpen om een ​​unieke structurele configuratie met uitstekende koppen te vertonen. De hechting tussen de in elkaar grijpende microhook-arrays wordt aanzienlijk verbeterd onder natte omstandigheden vanwege de door hydratatie veroorzaakte vormherconfiguratie van de hydrogel-microstructuren. Verder, deze op water reagerende vormverandering is omkeerbaar, en de microstructuur kan zijn oorspronkelijke vorm en grootte herstellen bij verwijdering van water door drogen.

"Deze lijmen hebben de vorm van dunne flexibele films met bio-geïnspireerde, paddestoelvormige micropijlers gelijkmatig verspreid over het oppervlak van de microstructuur, " zegt Hyun-Ha Park in de PhD-opleiding Werktuigbouwkunde, de eerste auteur van de studie. "Wanneer de in elkaar grijpende arrays worden blootgesteld aan water, een opmerkelijke volume-uitbreiding van een overeenkomstige vormtransformatie van de hydrogel-microhaken vond plaats door de zwelling van de hydrogel, wat resulteert in een aanzienlijk verhoogde natte hechting, zowel in de afschuifrichting als in de normale richting."

Het onderzoeksteam merkt op, "In tegenstelling tot andere natte bindingssystemen, het huidige in elkaar grijpende mechanisme omvat geen ingewikkelde oppervlaktebehandeling of chemische delen, waardoor een eenvoudige maar efficiënte route naar een sterke en omkeerbare natte hechting op een kosteneffectieve manier mogelijk is."

"Het oppervlak van de conventionele chemische lijmen wordt zachter of lost op bij blootstelling aan vocht of water, wat kan leiden tot een aanzienlijke afname van de hechtsterkte of verlies van hechting na verloop van tijd, ", zegt professor Jeong. "In tegenstelling tot andere natte bindsystemen, het huidige in elkaar grijpende mechanisme omvat geen ingewikkelde oppervlaktebehandeling of chemische delen, waardoor een eenvoudige maar efficiënte route naar een sterke en omkeerbare natte hechting op een kosteneffectieve manier mogelijk is."

"Deze natgevoelige en omkeerbare hydrogel in elkaar grijpende lijm kan dienen als een robuuste en veelzijdige natte lijm voor een breed scala aan toepassingen die een stabiele en sterke hechting vereisen onder diverse natte omstandigheden, ', voegt professor Jeong toe.