Superlijm is ongelooflijk handig - tot je uiteindelijk gehecht raakt aan je knutselproject. Maar een nieuwe lijm uitgevonden door wetenschappers van de Universiteit van Pennsylvania is net zo sterk als standaard secondelijm. en veel meer vergevingsgezind. de lijm, op basis van slakkenslijm, kan steeds opnieuw worden losgemaakt en opnieuw worden bevestigd zonder zijn kracht te verliezen, en kan fabrikanten dure fouten besparen.

De mensheid is al heel lang op zoek naar de beste manier om twee dingen bij elkaar te houden. Al in 200, 000 jaar geleden, mensen maakten kleverige teer door berkenschors zorgvuldig te verbranden in een tijdrovend proces. bijna 4, 000 jaar geleden, oude Egyptenaren kookten delen van dieren om de eerste vloeibare lijm te maken. Lijmen op basis van rubber werden uitgevonden in 1830, met moderne superlijm die in 1958 in de schappen van supermarkten terechtkwam. Maar al deze lijmen hebben een frustrerende afweging:ze kunnen sterk en permanent zijn, zoals secondelijm, of herbruikbaar maar niet erg plakkerig, zoals post-its.

Nutsvoorzieningen, een team onder leiding van Shu Yang, hoogleraar materiaalkunde en techniek aan Penn, is erin geslaagd om de beste eigenschappen van beide te combineren.

Yang deelde haar bevindingen in een nieuwe studie die vorige week werd gepubliceerd in de Proceedings van de National Academy of Sciences . Slechts twee stukjes Yang's plakmiddel ter grootte van een postzegel waren voldoende om het gewicht van een persoon van 160 pond gemakkelijk te dragen, aldus de studie.

genaamd PHEMA, naar zijn chemische samenstelling (polyhydroxyethylmethacrylaat), het is zo effectief dat in het begin, Yang had moeite om zijn kracht te meten. "Ik vond het erg sterk, maar ik wist niet hoe sterk, " zei ze. De sterkte van een lijm wordt gemeten door te trekken totdat de bevestiging breekt.

"Het kostte mijn student meer dan een jaar om het te meten, " zei Yang. Zelfs een afgestudeerde student, Jason Jolly, stapte op om de sterkte van de lijm te bewijzen - door zichzelf in de lucht te laten hangen. Uiteindelijk, het team moest riemen ontwerpen die zijn gemaakt van Kevlar - het materiaal dat wordt gebruikt in kogelvrije vesten - om de PHEMA uit elkaar te trekken.

Maar wat PHEMA opvalt, is dat de plakkerigheid kan worden uit- en weer ingeschakeld. De lijm houdt stevig vast als het droog is, maar voeg wat water toe en binnen een paar minuten, PHEMA maakt los, klaar om opnieuw te worden gebruikt.

"Om los te kunnen laten - dat is een groot probleem, " zei Andrew Smit, hoogleraar biologie aan het Ithaca College in New York, die een medische lijm heeft ontwikkeld op basis van slakkenslijm, en was niet betrokken bij het onderzoek. "We hebben zeer goede lijm voor bepaalde dingen. De uitdagingen (inclusief) wanneer je iets nodig hebt dat omkeerbaar is."

De mogelijkheden van PHEMA komen voort uit het feit dat het geen vloeistof is, zoals lijm, maar een hydrogel, zoals die in Jell-O of zachte contactlenzen. "Hydrogels zijn zacht, zachte materialen ... . Indien ondergedompeld in water, ze zuigen water op, " zei Yang. En als een hydrogel uitdroogt, het wordt stijf.

Wanneer squishy en nat, PHEMA past in de microscopisch kleine groeven en imperfecties die zich op alle oppervlakken bevinden, zelfs schijnbaar gladde materialen zoals glas. Drogen vergrendelt PHEMA tegen deze groeven, het vastmaken aan het oppervlak.

Echter, voordat je met Jell-O aan het plafond probeert te hangen, Yang legde uit dat PHEMA uniek is:"Als je droogt (een hydrogel), ze krimpen normaal. Ons materiaal niet."

Hoewel het idee van een omkeerbare secondelijm nieuw is voor de mens, slakken maken al miljoenen jaren iets soortgelijks. "Sommige slakken verankeren zichzelf aan een boom met (een structuur genaamd) hun epifragma ... . Het kan zo hard worden vastgemaakt dat je het niet met je hand kunt verwijderen - je hebt een beitel nodig." zei Gary Rosenberg, curator van weekdieren aan de Academie voor Natuurwetenschappen van de Drexel Universiteit. Zodra het regent, de slakken laten los en blijven rondkruipen.

Slechts enkele slakken maken epifragma's. Een bekend voorbeeld is Helix aspersa, de slak die in de Franse keuken wordt gegeten als 'escargot'. Filadelfiërs zouden dit vermogen misschien zelfs zelf kunnen zien. Verschillende soorten Polygyridae-slakken zijn gemeld in de regio, volgens de burgerwetenschapsapp iNaturalist, en ze kunnen allemaal een hydrogellijm maken die net als Yang's PHEMA werkt.

PHEMA, of andere lijmen zoals deze, zou ooit deel kunnen uitmaken van ons dagelijks leven. Elliot Hawkes, assistent-professor werktuigbouwkunde aan de Universiteit van Californië, Santa Barbara, suggereert dat PHEMA nuttig kan zijn in huis, speciaal voor het ophangen van decoraties. "Geverfde gipsplaat is een uitdaging voor droge lijmen, vanwege de lichte ruwheid. Deze technologie zou een mooie oplossing kunnen zijn, afhankelijk van of het uw muur zou verkleuren, " zei hij in een verklaring per e-mail. Hawkes was niet betrokken bij de PHEMA-studie.

Wat betreft Yang, ze denkt dat PHEMA ongelooflijk nuttig zal zijn voor zware productie, zoals automontage. Door de omkeerbare lijm te gebruiken om te testen hoe onderdelen in elkaar passen, Met PHEMA kunnen montagemedewerkers defecte onderdelen controleren en vervangen voordat het te laat is.

Smith was het ermee eens dat deze toepassingen "vrij plausibel klinken, " maar waarschuwt dat omdat PHEMA water nodig heeft, het zal niet geschikt zijn voor veel industrieën. En aangezien PHEMA loslaat als het nat is, de lijm kan niet standhouden in vochtige omgevingen.

Om deze beperking te omzeilen, Yang's team wil een nieuwe versie ontwikkelen die aan en uit gaat op basis van specifieke chemicaliën, elektriciteit, of warmte, in plaats van water.

Deze volgende innovatie is misschien al in de natuur. slakken, slakken, mosselen, gekko's, octopussen, and even cockroaches are being studied for the way they can stick to things. "There's a lot of animals that produce glues with lots of unusual properties, " said Smith. "You're getting adhesives designed for all sorts of situations, with lots of variation that can inspire us."

©2019 The Philadelphia Inquirer
Gedistribueerd door Tribune Content Agency, LLC.