Maak ze taaier door ze zwakker te maken.

Dat is de voorgestelde oplossing van een onderzoeksteam van Purdue University, bekend om zijn lijmtechnologie.

"We hebben inspiratie van zeedieren gebruikt om verschillende nieuwe lijmen te ontwikkelen, " zei Jonathan Wilker, een Purdue hoogleraar scheikunde en materiaalkunde, die het onderzoeksteam helpt leiden. "De laatste tijd zijn we op zoek naar strategieën om lijmen harder te maken. Een manier om daar te komen kan worden gezien als het harder maken van de materialen door:eerst, waardoor ze zwakker worden."

Het Purdue-team heeft bindingen toegevoegd die gemakkelijk door het materiaal kunnen worden verbroken. Wanneer druk of spanning op de lijm wordt uitgeoefend, deze opofferende banden zijn ontworpen om energie te absorberen en uit elkaar te vallen. In de tussentijd, de rest van het grotere lijmsysteem blijft intact.

Het werk van het Purdue-team is gepubliceerd in de Tijdschrift van de American Chemical Society .

"Het idee is enigszins vergelijkbaar met hoe een bakstenen muur is gemaakt van stenen die ten opzichte van elkaar zijn verschoven, "Zei Wilker. "Je wankelt de stenen en het cement zodat er geen scheur door de cementlijnen naar beneden schiet. Een scheur raakt het midden van een steen en de krachten worden naar beide kanten verspreid, uiteindelijk afnemend tot het punt dat de muur intact blijft.

"We hebben zwakke bindingen in de lijm toegevoegd, zodat mechanische krachten en groeiende scheuren energie verliezen door deze bindingen te verbreken in plaats van het geheel te hebben, grotere materiaalbreuk. Het idee is om te beheren hoe energie door het materiaal beweegt. Het totale lijmsysteem kan taaier worden en minder snel uit elkaar vallen als het onder mechanische belasting wordt geplaatst."

Het team van Wilker testte dit idee met verschillende soorten obligaties. Degenen die het beste werkten, waren niet te zwak en niet te sterk. Hij zei dat deze techniek voor het beheren van energie in lijmen een algemeen fenomeen kan zijn dat kan worden toegepast op lijmen in industrieën variërend van consumentenelektronica tot de bouw en de productie van vliegtuigen en auto's.

Het team laat honderden mosselen en oesters groeien in het laboratorium voor het bestuderen van eiwitten die worden gebruikt door de zeedieren die zich aan rotsen hechten. Na te hebben gewerkt om de aard van deze natuurlijke lijmen te begrijpen, de onderzoekers genereren vervolgens meerdere synthetische versies met verschillende eigenschappen.

Ze hebben samen met het Purdue Research Foundation Office of Technology Commercialization gewerkt aan het patenteren van verschillende van hun toxinevrije lijmsystemen, die onlangs zijn intrek nam in het Convergence Centre for Innovation and Collaboration in Discovery Park District.