211service.com
Super klittenband
Onderzoekers van General Motors hebben een extreem sterke lijm gemaakt die bij verhitting uit elkaar valt. De lijm is 10 keer plakkeriger dan klittenband en de herbruikbare, op gekko's geïnspireerde lijmen die veel onderzoeksgroepen hebben geprobeerd te perfectioneren.
Herbruikbare secondelijm: Een atomic force microscoopafbeelding toont het oppervlak van een vormgeheugenpolymeer dat is behandeld om een sterke herbruikbare lijm te maken. Twee stukken van het polymeer plakken aan elkaar bij verhitting, blijven plakken als ze afgekoeld zijn en vallen uit elkaar als ze weer verwarmd worden.
De polymeren in de lijm hechten binnen enkele minuten aan elkaar wanneer ze voor het eerst worden verwarmd. Wanneer dus twee stukken van de zelfklevende materialen worden verwarmd, plakken ze sterk aan elkaar. Eenmaal vastgelijmd kost het veel kracht om de polymeren van elkaar af te pellen, maar ze komen gemakkelijk uit elkaar als ze opnieuw worden verwarmd. De onderzoekers waren in staat om de polymeren twee keer vast te maken en uit elkaar te trekken voordat ze een derde van de kleefkracht verloren, aldus a .Langmuirpaper online gepubliceerd.
Je kunt het materiaal zien als een chemisch klittenband, zegtTao Xie, een polymeerwetenschapper die het werk leidt in het GM Research and Development Center in Warren, MI. Hier is het voordeel dat de hechting bijna net zo goed is als de op vloeistof gebaseerde uithardbare lijm waarmee we meer vertrouwd zijn.
De lijm kan leiden tot auto's die gemakkelijk en goedkoop aan te passen zijn. Xie voorziet verwisselbare autobumpers en bekleding in verschillende kleuren. Klanten konden zelfs aangeven waar ze hun radio, GPS-systeem of bekerhouders wilden plaatsen.
Mark Geoghegan, die omkeerbare lijmen bestudeert aan de Universiteit van Sheffield in het VK, zegt dat sterke, schakelbare lijmen het gemakkelijker zouden kunnen maken om computers en elektronica te recyclen, als deze lijmen werden gebruikt om ze aan elkaar te lijmen. Het uit elkaar halen van gecompliceerde constructies voor hergebruik aan het einde van de levensduur van het oorspronkelijke apparaat is niet triviaal als de oorspronkelijke productie gepaard ging met lassen, zegt hij.
De lijm kan worden gebruikt in elke toepassing die een sterke maar veranderlijke hechting vereist, zoals meubels, speelgoed en gebouwen. Geoghegan stelt zich kantoren of hotelkamers voor die kunnen worden aangepast aan een gehandicapte persoon. Of, stelt hij voor, stel je een U2-tour voor, waar dagelijks sets worden gemonteerd en gedemonteerd. Het is misschien gemakkelijker om een zeer sterke omkeerbare lijm te gebruiken dan om bouten te gebruiken.
Het nieuwe materiaal is gemaakt van een vormgeheugenpolymeer, een hard plastic dat rubberachtig wordt bij verhitting boven een bepaalde temperatuur – in dit geval 68 ºC. De onderzoekers enten een enkele laag van een vertakt polymeer op het oppervlak van het vormgeheugenpolymeer. Het vertakte polymeer bevat moleculen die hechte waterstofbruggen met elkaar vormen.
De moleculen maken niet goed contact met elkaar als twee stukken van het stijve vormgeheugenpolymeer tegen elkaar worden gedrukt, zegt Xie. Dus we verwarmen ze en drukken ze vervolgens samen, dus het is alsof je rubbers tegen elkaar drukt, zodat het [moleculaire] contact goed is. Als gevolg hiervan verbinden miljoenen van de waterstofbindende moleculen zich met elkaar, waardoor de twee polymeerstukken aan elkaar worden gelijmd. De oppervlakken blijven plakken wanneer het polymeer afkoelt en uithardt.
De kleefkracht van het materiaal is 700 newton per vierkante centimeter. De beste gekko-lijm daarentegen is bestand tegen een kracht van 100 Newton voordat hij uit elkaar valt. De hechtsterkte is vrij sterk en de omkeerbaarheid van het systeem is intrigerend, zegtJeffrey Karp, een bio-ingenieur in de Harvard-MIT Division of Health Sciences and Technology die op gekko's geïnspireerde medische lijmen heeft ontwikkeld. Hij voegt er echter aan toe dat de warmte die het nodig heeft, de toepassing ervan kan beperken.
Anand Jagota, een professor in chemische technologie aan de Lehigh University, zegt dat hoewel de sterkte van de lijm veelbelovend is voor toepassingen in recycling en duurzame productie, hij het nog geen echte herbruikbare lijm zou noemen. Je zou een echte omkeerbare lijm honderden keren moeten kunnen gebruiken zonder zijn eigenschappen te verliezen.