science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Een combinatie van plantaardige deeltjes en water vormt een eco-lijm

grafische basisdemonstratie. Krediet:Aalto University

In een studie gepubliceerd in Geavanceerde materialen , onderzoekers van de universiteit van Aalto, de Universiteit van Tokio, Sichuan University en de University of British Columbia hebben aangetoond dat van planten afgeleide cellulose-nanokristallen (CNC's) een kleefstof kunnen vormen die de concepten van duurzaamheid volledig integreert, prestaties en kosten, die over het algemeen buitengewoon uitdagend zijn om tegelijkertijd te bereiken.

In tegenstelling tot secondelijm, de nieuwe eco-lijm ontwikkelt zijn volledige sterkte in een voorkeursrichting, vergelijkbaar met "peel and stick" lijmen. Wanneer u probeert de gelijmde componenten langs het hoofdvlak van de binding te scheiden, de sterkte is meer dan 70 keer hoger in vergelijking met de richting loodrecht op dat vlak. Dit alles betekent dat slechts een enkele druppel van de eco-lijm voldoende sterkte heeft om tot 90 kg gewicht te dragen, maar kan nog steeds gemakkelijk worden verwijderd door een aanraking van een vinger, naar behoefte. Zoals Dr. Blaise Tardy van het Aalto Department of Bioproducts and Biosystems het stelt:"Het vermogen om dit gewicht met slechts een paar druppels vast te houden is enorm, vooral van een natuurlijke plantaardige oplossing."

Dit soort eigenschappen zijn nuttig bij het beschermen van kwetsbare componenten in machines die plotselinge fysieke schokken kunnen ondergaan, zoals hoogwaardige componenten in micro-elektronica, om de herbruikbaarheid van waardevolle structurele en decoratieve elementen te vergroten, in nieuwe oplossingen voor verpakkingstoepassingen, en - in het algemeen - voor de ontwikkeling van groenere lijmoplossingen.

Luiz Greca (72 kg zwaar) test het platform met zijdelingse steunen die met de lijm zijn verbonden. Krediet:Aalto University

Verder, vergeleken met de huidige benadering van het maken van zeer sterke lijmen die complexe en dure routes met zich mee kunnen brengen, het team meldt dat hun oplossing eenvoudigweg biogebaseerde deeltjesbronnen uit planten haalt (met relatief verwaarloosbare kosten) en water toevoegt. Omdat de uithardingstijd gepaard gaat met verdamping van de waterfase (~2 uur, momenteel), het kan worden gecontroleerd met warmte.

Aalto-professor Orlando Rojas zegt:"Het bereiken van een diep begrip van hoe de cellulose nanodeeltjes, gemengd met water, vorm zo'n uitstekende lijm is het resultaat van het werk tussen mij, Dr. Tardy, Luiz Greca, Professor Hirotaka Ejima, Dr. Joseph J. Richardson en professor Junling Guo, en het benadrukt de fantastische samenwerking en integratie van kennis in de richting van de ontwikkeling van een uiterst aantrekkelijk, goedkope en veilige toepassing."

Krediet:Aalto University

"Mooi zo, groene verpakking met slechte lijm maakt de verpakking nog steeds slecht, " zegt Dr. Blaise Tardy. Bovendien, de vooruitzichten voor wereldwijd gebruik (in een industrie van 40 miljard euro) zijn behoorlijk aantrekkelijk gezien de steeds toenemende productie van cellulose-nanokristallen die over de hele wereld wordt gezien, ondersteund door stimuleringsmaatregelen in het kader van de circulaire bio-economie.

Dr. Blaise Tardy zegt, "Mooi zo, groene verpakking met slechte lijm maakt de verpakking nog steeds slecht. Het echt opwindende aspect hiervan is dat hoewel onze nieuwe lijm rechtstreeks kan worden verkregen uit resterende biomassa, zoals die uit de agro-industrie of gerecycled papier, het presteert in veel opzichten beter dan momenteel beschikbare commerciële synthetische producten."