In de moderne wereld, lijmen worden grotendeels als een opgelost probleem beschouwd. Zelfs onder water, lijmen kunnen worden gebruikt in een breed scala aan maritieme toepassingen.

Het ding is, ze zijn gewoon niet zo effectief.

Het probleem, zoals onderzoekers van het Johns Hopkins Applied Physics Laboratory het zagen, was de langzame uithardingssnelheid van polyurethaan. Zelfs de moeilijkste lijmen hebben moeite met interstitiële wateren, en de meeste werken het beste op voorbehandelde oppervlakken, beide zijn uitdagingen in een onderwateromgeving. Ze hebben meestal ook minstens 24 uur nodig om goed te genezen, een duidelijk probleem als wat je probeert te lijmen is ondergedompeld.

"Je kunt je voorstellen, in een mariene omgeving, hoe het een probleem zou kunnen zijn om 24 uur uit te harden en op volle sterkte te houden, " zei Reid Messersmith, een chemicus bij de afdeling Onderzoek en Exploratieve Ontwikkeling (REDD) en de hoofdauteur van een nieuw artikel, getiteld "Rapid Underwater Adhesive met behulp van crosslinker en met aminekatalysatoren gevulde microcapsules." Hun bevindingen zijn onlangs gepubliceerd in Toegepaste polymeermaterialen , een publicatie van de American Chemical Society.

"Dus, we hebben het sterk en snel gemaakt, Messersmith ging verder. "Van 24 uur naar één minuut was onze snelheidstoename, en als je het echt 24 uur kunt laten zitten, het houdt 10 keer de kracht vast."

Het team onderzocht manieren om commerciële lijm voor gebruik onder water te verbeteren en ontdekte dat het toevoegen van een katalysator (om het snel vast te houden) en een crosslinker (om het hecht sterk te maken) aan de originele formule van de lijm het zou verbeteren, en het zou onmiddellijk vasthouden. Dit werkt in de praktijk niet, Hoewel, omdat er een kleine vertragingstijd moet zijn tussen het aanbrengen van de lijm en het begin van de uitharding, voor het geval je iets anders op de lijm moet plakken voordat het stolt, bijvoorbeeld.

De oplossing was om de katalysator en crosslinker in een schaal te huisvesten, een microcapsule vergelijkbaar met een eierschaal. Wanneer je de gevulde schaal in de lijm mengt, niks gebeurt. Maar als er een kleine hoeveelheid kracht wordt uitgeoefend, zoals het tussen uw vingers wrijven, de schelpen breken, de katalysator en de crosslinker lekken uit en de lijm stolt onmiddellijk.

Het resultaat is een snel uithardende onderwaterlijm die effectief is op een groot aantal oppervlakken, inclusief aluminium, roestvrij staal, glas, en kunststof. De lijm presteerde het beste op onbehandelde aluminium oppervlakken met een hoge hechtsterkte van ongeveer 400 pond in 60 seconden.

"Met een druk-geactiveerde, zeer sterke lijm die binnen enkele minuten werkt, heeft talloze potentiële toepassingen, " zei Chris Hoffman, de projectmanager in REDD en een co-auteur op het papier. "Onze lijm werkt geweldig, zowel in als buiten het water, dus je kunt je voorstellen dat je het gebruikt om je boot te repareren of om dakspanen te bevestigen. Het gemak waarmee onze microcapsules op een bestaande lijm kunnen worden aangebracht, is een belangrijke toegevoegde bonus."

De belangrijkste stap bij het maken van een bruikbaar lijmadditief is het wegwassen van ongewenste oliën en bijproducten die worden geproduceerd bij het maken van de microcapsules. Zoals gedetailleerd in de krant, het team vergeleek twee wasmethoden en vond een manier om een ​​droge, wit poeder dat gemakkelijk te hanteren en houdbaar is. Dit microcapsulepoeder kan eenvoudig in de basishars worden gemengd, en er hoeft slechts een kleine hoeveelheid kracht te worden uitgeoefend om de capsules te scheuren als de twee stukken tegen elkaar worden gedrukt. De microcapsules worden ook geproduceerd in een batchmethode die kan worden opgeschaald voor commerciële productie, concludeerden de onderzoekers in het artikel.