Это решение, предложенное исследовательской группой Университета Пердью, известной своей клеевой технологией.
«Мы черпали вдохновение из морских существ, чтобы разработать несколько новых клеев», – сказал Джонатан Уилкер, профессор химии и материаловедения Purdue, который помогает руководить исследовательской группой. «В последнее время мы искали стратегии, позволяющие сделать клеи более прочными. Один из способов добиться этого – сделать материалы более жесткими, во-первых, ослабив их."
Команда Purdue добавила узы, которые легко разрываются по всему материалу. Когда к клею прилагается давление или напряжение, эти жертвенные связи предназначены для поглощения энергии и разрыва.
Между тем, остальная часть более крупной адгезивной системы остается нетронутой.
Работа команды Purdue опубликована в Журнале Американского химического общества.
«Идея в чем-то похожа на то, как кирпичная стена состоит из кирпичей, смещенных друг относительно друга», – сказал Вилкер. "Вы расшатываете кирпичи и цемент, чтобы трещина не пробивалась прямо сквозь цементные линии. Трещина попадает в середину кирпича, и силы распространяются в обе стороны, в конечном итоге уменьшаясь до такой степени, что стена остается нетронутой.
«Мы добавили слабые связи внутри клея, чтобы механические силы и растущие трещины теряли энергию из-за разрыва этих связей вместо полного разрушения материала. Идея состоит в том, чтобы управлять тем, как энергия движется через материал.
Общая адгезионная система может стать более жесткой и менее подверженной разрушению при механическом воздействии."
Команда Уилкера проверила эту идею с несколькими типами облигаций. Те, которые работали лучше всего, не были ни слишком слабыми, ни слишком сильными. Он сказал, что этот метод управления энергией в клеях может быть общим явлением, которое может быть применено к клеям в различных отраслях, от бытовой электроники до строительства и производства самолетов и автомобилей.
У команды есть сотни мидий и устриц, выращиваемых в своей лаборатории для изучения белков, используемых морскими существами, прикрепляющимися к камням. Поработав над пониманием природы этих природных клеев, исследователи создали несколько синтетических версий с разными свойствами.
Они работали над получением патента на несколько своих адгезивных систем, не содержащих токсинов, в Управлении коммерциализации технологий Purdue Research Foundation, которое недавно переехало в Центр конвергенции инноваций и сотрудничества в районе Discovery Park District.
Исследователи ищут партнеров для продолжения разработки своих технологий.