Geri dönüştürülebilir tutkal su altında saniyeler içinde yapışır ve yıllarca dayanır

Çoğu yapıştırıcının düzgün bir şekilde yapışması için kuru bir yüzeye ihtiyacı vardır. Malzemelerin su altında yapıştırılması zordur çünkü su herhangi bir yüzeyde ince bir film oluşturur, bu nedenle yapıştırıcı malzemeye doğrudan temas etmek yerine bir su tabakasına temas eder ve bu da bağı zayıflatır. Ancak Çinli bilim insanları, şu anda yayınlanan bir makalede, suyu iten ve saniyeler içinde güçlü, geri dönüştürülebilir bir bağ oluşturan bir süper yapıştırıcı ürettiklerini belirtiyor. Doğa İletişimi.

Tutkal nasıl çalışır?

Yapıştırıcıyı yapmak için araştırma ekibi, molekülleri geçici, tersine çevrilebilir etkileşimlerle bir arada tutulan, tuz benzeri bir malzeme olan supramoleküler iyonik bir sıvıyı sentezledi. Bunu dimetil sülfoksit (DMSO) adı verilen bir solventle karıştırdılar ve solüsyonu doğrudan seramik, bakır, epoksi reçine ve poliamidden yapılmış batık nesnelerin üzerine uyguladılar.

Karışım su altı yüzeyine çarptığında yüzey gerilimindeki farklılıklar Marangoni akışı adı verilen hızlı bir hareketi tetikleyerek yüzeydeki ince su tabakasını bozar. DMSO solventi daha sonra dışarı doğru yayılarak moleküllerin saniyeler içinde sert, suya dayanıklı bir yapışkan halinde yeniden bir araya gelmesine neden olur.

Çalışma yazarları makalelerinde “Marangoni akışı yalnızca supramoleküler toplanmayı hızlandırmakla kalmıyor, aynı zamanda hidrasyon katmanlarına da etkili bir şekilde nüfuz ediyor” dedi.

Araştırmacıların BP16TPB adını verdiği yapıştırıcı, yalnızca 10 saniye sonra seramik üzerinde 1,1 megapaskallık bağlanma gücüne ulaştı. Beş dakika içinde bu 1,3 megapaskal’a yükseldi. Yapıştırıcının su altında çalışabilmesi, alışılmadık kendi kendine montaj sürecinden kaynaklanmaktadır. Çözücü ayrılırken moleküller, malzemeye gücünü veren geçici bağlardan oluşan bir ağ oluşturur.

Uzun süreli bir testte, BP16TPB ile bağlanan bir eklem, 2 kilogramlık ağırlığı (4,4 pound) su altında üç yıldan fazla bir süre boyunca hatasız tutabildi. Ayrıca asidik, alkali ve tuzlu suda bakır, epoksi reçine ve poliamid ile güçlü bağlar oluşturdu.

Bilim insanları ayrıca yapıştırıcının yeniden kullanılabileceğini de gösterdi. Sıvı durumuna geri döndürmek için onu tekrar DMSO çözücüsünde çözdüler ve ardından yeni yüzeyleri birbirine yapıştırmak için yeniden uyguladılar. Bunu sekiz defaya kadar tekrarladılar ve yapıştırıcının yapışma performansında gözle görülür bir düşüş görülmedi.

Denizcilik uygulamaları

Tutkal henüz pazara hazır değil çünkü zorluklar devam ediyor. Örneğin, yapışkan performansı 70°C’nin (158°F) üzerinde önemli ölçüde düşer. Ancak kullanılabilir hale gelirse çeşitli kullanım alanları bulabilir. Bunlar arasında gemilerin ve açık deniz platformlarının onarımı ve bakımı, sızıntı yapan su altı boru hatlarının kapatılması ve çevresel sensörlerin okyanus yapılarına bağlanması yer alıyor.