新型粘合剂可按需生效 甚至可在水下切换状态

cnBeta   2023-08-02 12:59:27


(资料图片)

日本科学家开发出了一种新的胶水,这种胶水基本上可以按需使其生效。这种粘合剂在一种波长的光线照射下会粘在一起,而在另一种波长的光线照射下则会分解开来,因此可以很容易地将其移除并重复使用--甚至有可能在水下重复使用。

设计粘合剂意味着要平衡两种相互冲突的特性--粘合的好坏和分离的难易程度。显然,提高其中一项通常会牺牲另一项。理想的胶水应该是在使用过程中保持牢固,但在出现错误或产品不再有用时又能按需释放。

现在,日本国立材料科学研究所(NIMS)的科学家们开发出了一种可以做到这一点的粘合剂。其中的关键成分是咖啡酸,它可以在不同波长的光线下形成和破坏交联。在这种情况下,研究小组制作了一种含有咖啡酸的聚合物,将其涂在表面上,然后将其暴露在波长为 365 纳米(nm)的紫外线下。这样就能将其固化成一层坚固的薄膜,在室温下保持牢固,剪切粘附强度高达 7.2 兆帕。

当不再需要这种粘附力时,可将薄膜暴露在 254 纳米紫外线下,紫外线会破坏交联,使其恢复原状。这样,它就不会在表面上留下任何残留物,也不会失去任何粘合特性,基本上可以像新的一样重复使用。

研究人员对这种粘合剂进行了一系列测试,包括反复弯曲样品和举起 40 千克(88 磅)重物。在其他测试中,他们用这种粘合剂修复破裂的硅管,然后用高压水冲洗硅管,没有发现任何泄漏。

在后续测试中,研究小组证明它甚至可以在水下使用。在粘合剂中嵌入了磁性纳米粒子,当施加磁场时,磁性纳米粒子就会升温,从而将粘合剂与基底融为一体。研究小组说,这种材料的应用范围很广,可以让产品在使用寿命结束后更容易地拆卸成部件,并转化成新产品。

这项研究发表在《先进功能材料》杂志上。

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