Химическая «липучка»: Туда и обратно
После первого нагревания пара кусочков нового материала накрепко прилепляются друг к другу: входящие в его состав полимеры при этом связываются друг с другом. Чтобы разорвать такую связь, придется приложить массу усилий. Но если нагреть материал снова, фрагменты легко разойдутся.
«Вы можете называть его "химической липучкой", — говорит один из авторов новинки, исследователь из General Motors Тао Ксе (Tao Xie), — Преимущество здесь в том, что связь получается такой же, как при использовании обычного клея, а разорвать ее при необходимости можно легко». По мнению Ксе, этот материал открывает дорогу к «кастомизируемым» автомобилям будущего, у которых легко сменить и установить любой по вкусу наружный элемент — например, бампер. Кроме того, использование его в компьютерах и электронике обеспечит утилизацию отработавших свое устройств и повторное использование некоторых их компонентов. Подойдет материал везде, где требуется прочная, и при необходимости «отключающаяся» связь, включая производство предметов мебели, игрушек и даже строительство.
Основу материала составляет полимер с «памятью формы», прочный пластик, который при нагревании выше 68 ºC делается податливым, и снова застывает, когда температура опускается. На такую подложку наносится тонкий слой другого полимера, длинных разветвленных молекулярных цепочек, способных образовывать друг с другом водородные связи.
Даже если плотно наложить пару фрагментов такого бутерброда один на другой, контакт между тонкими слоями полимера будет недостаточным для образования связей. А если их нагреть, основа теряет твердость, контакт становится более плотным, и полимеры связываются многими миллионами довольно слабых, но в сумме — весьма прочных связей.
По данным авторов, прочность эта достигает 700 Н/см2. Для сравнения: лучший из созданных до сих пор склеивающих материалов с возможностью отклеиваться демонстрирует всемеро более слабую адгезивную силу. Впрочем, неустойчивость к температуре накладывает и серьезные ограничения на сферу использования нового «полимерного бутерброда». Сомнения у нас вызывает и небольшое число циклов, которые он способен выдерживать. В лаборатории ученые дважды повторили процесс, и после этого материал потерял около трети своей адгезивной силы.
Напомним, что и обычную механическую застежку-«липучку» вполне можно усовершенствовать. Если сделать ее из стали и особой формы, то она удержит десятки тонн. Читайте: «Намертво».
По сообщению MIT Technology Review