211service.com
Lepidlo s vypínačem
Vědci z University of Sheffield ve Spojeném království vytvořili lepidlo, které lze zapnout a vypnout externím spínačem. Přepínačem je kyselost roztoku obklopujícího lepidlo: dva různé druhy polymerů v lepidle se navzájem přitahují na základě kyselosti roztoku. Opakovaným okyselováním roztoku méně nebo více, Mark Geoghegan a jeho kolegové mohou změnit lepivost lepidla, čímž se dva povrchy spojí a poté se až pětkrát rozdělí.
Lepidlo on-off: Nové lepidlo je vyrobeno ze dvou různých polymerů – jeden má tvar štětce a druhý gel na vodní bázi – které se vzájemně spojují v závislosti na kyselosti roztoku, který je obklopuje. Přepnutím kyselosti mohou výzkumníci slepit dva povrchy k sobě a pětkrát je roztáhnout. Červený blok v horní části obrázku představuje zátěž, kterou vědci používají k testování pevnosti lepidla.
Vědci vyvíjejí několik různých opakovaně použitelných lepidel, jako jsou pásky, které napodobují nohy gekonů a lepidla pro mušle. (Viz Lezecké stěny s uhlíkovými nanotrubičkami a nanolepkovými tyčinkami pod vodou.) Jsou jako lepicí páska: potřebují tlak, aby přilnuly k povrchu, a pak vyžadují sílu ke stažení. Bylo také vyvinuto úsilí vyvinout opakovaně použitelná lepidla, jejichž lepivost lze zapnout a vypnout teplem nebo elektřinou, říká Manoj Chaudhury , profesor chemického inženýrství na Lehigh University, který nebyl zapojen do současného výzkumu.
Nové dílo, publikované online minulý týden v aplikovaná chemie , ukazuje, že kyselost – úroveň pH kapaliny – by mohla být použita ke zvrácení lepivosti materiálu. Myslím, že pokus o kontrolu adheze pomocí pH je skvělý nápad, říká Chaudhury.
Nové lepidlo se skládá ze dvou různých částí. Jedním z nich je 20 nanometrů silná vrstva alkalického polymeru na křemíkovém substrátu. Druhým je kyselý hydrogel, síť polymerních řetězců rozptýlených ve vodě. Výzkumníci připevňují konce řetězců alkalického polymeru ke křemíkovému substrátu tak, aby polymery vyčnívaly z povrchu jako štětiny na kartáči, říká Geoghegan.
Když je uspořádání umístěno v mírně kyselém roztoku, opačně nabitý polymer a hydrogel se navzájem přitahují a tvoří pevnou vodíkovou vazbu. Když výzkumníci zvýší kyselost roztoku na pH 1 – přibližně v rozsahu kyseliny baterie – alkalický polymer ztratí svůj náboj a vodíkové vazby se přeruší. Výzkumníci pak mohou odloupnout dva povrchy od sebe.
Lepidlo by se mohlo ukázat jako užitečné pro lékařské aplikace, jako je krytí ran, říká Konstantin Creton , odborník na adhezi polymerů na Vysoké škole průmyslové fyziky a chemie v Paříži. Můžete aplikovat lepidlo na ránu, dokud se nezahojí, říká; poté, když vložíte prst do roztoku se správným typem pH, [lepidlo] se uvolní. Creton však varuje, že pro lékařské použití by výzkumníci museli vyvinout podobný systém, který funguje při méně kyselém pH.
Podle Geoghegana by adhezivní systém mohl být také použit pro dodávání léků jeho začleněním spolu s léky do pilulky. Protože žaludek a střeva mají různé úrovně kyselosti, vědci by mohli navrhnout systém tak, aby uvolnil náklad drog v obou orgánech, říká.
Aby otestovali sílu lepidla, Geoghegan a jeho kolegové použili dvě různé síly na horní část gelu, aby přitlačili povrchy k sobě. Při větší zátěži se povrchy pevněji lepí k sobě a oddělování trvá déle – tři dny, oproti sedmi hodinám při menší zátěži. Geoghegan spekuluje, že důvodem, proč je přilnavost silnější při větší zátěži, by mohl být efekt suchého zipu, při kterém polymerový kartáč proniká do hydrogelu. Vědci se nyní snaží zjistit, zda kartáček a gel skutečně fungují jako suchý zip.
Dokonce i těch několik hodin, které trvá oddělení povrchů, je příliš dlouhých pro praktické použití, říká Creton. Při použití při převazech ran nebo jiných aplikacích by se měla adheze rychleji vypnout.