Kimyacılar komut verildiğinde bozunan ekstra yapışkan yapıştırıcılar tasarlıyor

İyi bir yapıştırıcı kesinlikle yapışkandır. Harika bir yapıştırıcı, siz artık yapışkan olmasını istemeyene kadar yapışkandır; geri dönüşüm zamanı gelene kadar karton üzerine bir etiket. Yara iyileşene kadar kesiğin üzerine tıbbi bant yapıştır. Ailen seni dışarı atana kadar yatak odasının duvarında bir GWAR posteri.

Virginia Tech kimyagerleri tasarımın bozulmasına yol açarak büyük bir başarıya imza atıyorlar.

John Matson, Josh Worch ve ekipleri, artık ihtiyaç duyulmadığında orijinal bileşenlerine ayrılabilen ekstra yapışkan yapıştırıcılar geliştiriyor.

Polimerler: Antik Yunanca ‘birçok parça’ anlamına gelir

Bir polimer, çok renkli bir Noel ışıkları dizisi gibi tekrar eden bir düzende birbirine bağlanan uzun bir molekül zinciridir. Işıklar gibi polimerler de birbirine karışabilir.

Bu dolaşıklıklar polimerlere çeşitli özellikler kazandırır. Bazı dolaşık polimerler sert plastikler oluştururken diğerleri lastiksi, elastik, yumuşak, iletken, dirençli ve tabii ki yapışkan malzemeler oluşturur.

Yapışkan polimerler, yapışkan notlardan bantlara kadar birçok günlük yapıştırıcının ana maddesidir. Faydalı evet, ancak bu ürünlerin etkili olabilmesi için genellikle geri dönüştürülemeyen bir plastik destek ve kimyasal katkı maddeleri gerekir. Yapışkan kalıntılar karton kutuları ve ilgili ürünleri geri dönüştürülemez hale getirir.

Kimya yardımcı doçenti Worch, “Bu klasik bir sürtünme. Kullanırken bunun faydalı olmasını istiyoruz, ancak kullanmayı bitirdiğimiz anda ortadan kalkması gerekiyor” dedi. “Yaptığımız her yeni malzemeyi kullanım ömrünün sonuna göre tasarlıyoruz.”

Worch laboratuvarı: Tamamen geri dönüştürülebilir bir bant

Yakın zamanda yayınlanan bir çalışmada Gelişmiş Fonksiyonel MalzemelerWorch ve lisansüstü araştırmacı Regina Ham, birlikte geri dönüştürülebilen, yapışkan ve plastik arka katmanlara sahip bir bant gösterdi. Araştırmacılar bantlarını “tek malzemeli” bir tasarım olarak tanımlıyor çünkü her iki katman da kimyasal olarak benzer ancak farklı işlevleri yerine getiriyor.

Son derece büyük, doğası gereği yapışkan polimerler oluşturmak için brokoli ve ıspanak gibi gıdalarda bulunan doğal olarak oluşan kükürt bazlı bir bileşik olan lipoik asit kullandılar. Ham, asit miktarını hassas bir şekilde ayarlayarak yapışkanlık ve yapışkanlık arasında doğru dengeyi buldu ve kimyasal olarak geri dönüştürülebilir kalarak yapışma gücü açısından ağır iş koli bantlarından daha iyi performans gösteren bir yapışkan bileşik üretti.

İkinci, hafif bir kimyasal reaksiyonun yapışkan ve destek katmanlarını orijinal bileşenlerine ayırması yalnızca birkaç saat sürer. Bileşenler daha sonra tekrar tekrar yeni yapışkan bantlara dönüştürülebilir.

Matson laboratuvarı: Daha güçlü bir şişe fırçası

Matson laboratuvarında, sırasıyla eski ve mevcut yüksek lisans öğrencileri Clark Vu ve Isaac Addo, farklı bir polimer kullanarak daha da güçlü, parçalanabilir başka bir yapıştırıcı geliştirdiler. Çalışmaları yakın zamanda yayınlandı Angewandte Chemie.

Bu yapıştırıcı, merkezi bir omurgaya ve kıl gibi dışarı çıkan yan zincirlere sahip bir polimerden yapılmıştır. Mikroskop altında, şişeleri temizlemek için kullanılan bir fırçaya benzerler; dolayısıyla şişe fırçası polimerleri adı da buradan gelir.

Vu ve Addo, yapışkan bir yağ ve gaz moleküllerini bir araya getirerek şişe fırçası polimerinin yeni bir varyasyonunu yarattı. Sonuç, Blu Tack gibi bir dokuya sahip, şeffaf, kalıplanabilir bir yapışkan maddeydi. Addo, yapışkan maddeyi Worch’un laboratuvarındaki Ham’a getirdi; Ham, onu bant haline getirdi ve yüzeyden çıkarmak için gereken kuvveti ölçtü.

Addo, “Sonuçlarla birlikte bize geri döndüğünde duyduklarımıza inanamadık” dedi. “Koli bandında kullanılan ticari yapıştırıcılardan dört kat daha güçlüydü.”

Hepsinden iyisi, yapıştırıcı hafif alkali su ile hızlı bir şekilde ıslatıldıktan sonra birkaç dakika içinde bozunur.

Bir sonraki adım, faydalı başlangıç ​​maddelerini yeniden yakalamaktır.

Addo, “Gazı geri alabiliriz, ancak geri kalanı tam olarak başladığımız kimyasal yapıyla aynı değil” dedi. “Hala döngüyü kapatmaya çalışıyoruz.”

Polimer güçlü

İki takım da büyük ölçüde birbirlerine sahip oldukları için bu döngüyü kapatabileceklerinden emin.

Tamamen geri dönüştürülebilir destekle (Worch’un laboratuvarından) daha güçlü bozunabilir yapıştırıcılar (Matson’un laboratuvarından) oluşturmak için bu iki çalışmanın sonuçlarını birleştirme fırsatlarını tartışıyorlar. Ancak işbirliği herhangi bir projenin ötesine geçiyor.

Matson’un laboratuvarı Worch’un laboratuvarının bir kat altında yer alıyor, bu da iki ekip arasındaki görüşmeleri kolaylaştırıyor ve her iki grubu da Virginia Tech’in 1970’lerden bu yana istikrarlı bir şekilde büyüyen daha geniş polimer araştırma topluluğuyla buluşturuyor.

Büyüme büyük ölçüde, polimer kimyacılarını mühendisler, malzeme bilimcileri, sürdürülebilir biyomateryaller ve büyük moleküller üzerinde çalışan diğer kişilerle buluşturan, üniversite çapında bir araştırma ve eğitim enstitüsü olan Makromolekül İnovasyon Enstitüsü tarafından sağlandı.

Matson, “Polimerlerde ağırlığımızın çok üzerinde bir etki yapıyoruz” dedi.

Hem Matson hem de Worch’u Virginia Tech’e ilk çeken şey bu güç oldu.

Worch, “Bilimsel olarak ulaşabileceğim en iyi yerlerden biri çünkü burada polimerlerle çalışan diğer harika insanlarla birliktesiniz” dedi.