Исследователи демонстрируют силу нового клея
В производстве одежды, мебели, техники и любых других вещей используется клей. Он бывает разный по составу и предназначению: одни хорошо склеивают ткани, другие металлы, а третьи — древесину и так далее. Сегодня даже существуют клеи, которые способны проводить электрический ток. Чем прочнее клей соединяет между собой разные объекты, тем лучше, поэтому ученые постоянно занимаются разработкой новых составов. Недавно ученые из Министерства энергетики США (ORNL) объявили, что им удалось самый сильный клей в мире. Главным компонентом нового состава является стирол-этилен-бутилен-стирол (SEBS), который уже давно используется в огромном количестве продуктов, начиная от зубных щеток и заканчивая подгузниками. Новые свойства веществу были даны путем использования технологии динамического сшивания. Звучит сложно, но давайте выясним, как работает новый клей — говорят, что он способен удерживать в воздухе грузы весом до 136 килограммов.
Для начала вкратце разберемся, как клей соединяет между собой материалы. Его работа основана на двух физических явлениях. Первый называется адгезией — это сцепление поверхностей твердых тел и жидкостей при помощи межмолекулярного взаимодействия. Адгезию можно наблюдать, два чистых и ровных листа стекла друг на друга так, чтобы между ними не осталось воздуха. Они слипнутся между собой, потому что в дело вступят межмолекулярные силы, которые действуют только на небольших расстояниях. А вот если приложить вместе два листа картона, такого не произойдет, потому что имеющихся на них неровности не позволят сблизить листы достаточно близко, чтобы межмолекулярные связи сработали.
Клеи имеют разный состав, в зависимости от предназначения
Для склеивания двух материалов одной адгезии недостаточно, потому что сила соединения невелика. Чтобы усилить соединение, нужна когезия — притяжение между молекулами. Клей служит веществом, который обеспечивает как высокую адгезию, так и достаточный уровень когезии. Клеящее вещество хорошо смачивает поверхности и проникает во все мельчайшие неровности. Потом, под воздействием внешних факторов, он затвердевает. Эти факторы бывают разными, одни клеящие вещества затвердевают при контакте с воздухом, другие под солнечным светом и так далее.
Американские ученые поделились, что создали самый сильный клей — одна капля может удержать в воздухе груз весом до 136 килограммов. В качестве полимера в нем используется стирол-этилен-бутилен-стирол, который имеется в составе большого количества изделий. Путем динамического сшивания, который заключается в создании мостом между обычно не совместимыми структурами, они смешали его со сложными эфирами борной кислоты. Разработанный композитный материал получил название SiNP. Благодаря использованию эфиров борной кислоты, клей можно использовать многократно, потому что они позволяют образовывать и разрывать уже имеющиеся связи.
Новый клей может использоваться для соединения разных материалов
По словам авторов научной работы, клей может использоваться для соединения самых разных материалов вроде стекла, алюминия, стали и так далее. В ходе испытаний они сравнили клей SiNP с разными клеящими веществами, которые можно купить в магазинах. Разработанный материал оказался самым сильным — для удержания упомянутого выше веса в 136 килограммов, достаточно капли площадью в один квадратный сантиметр. У клея обнаружился еще одна важная особенность в виде эффективности даже при температурах до 204 градусов Цельсия. Исследователи считают, что благодаря таким свойствам, клеящее вещество может быть полезен при строительстве автомобилей, космических кораблей и других сложных конструкций. На данный момент ученые пытаются улучшить уже имеющиеся свойства и готовят его к коммерческому релизу.
Благодаря своему составу, этот клей позволяет производить ремонт или исправлять дорогостоящие ошибки. Также он может быть переработан для повторного применения, — заключили исследователи.
Способов склеивания материалов существует много. Так, при создании медицинских масок используется ультразвуковая сварка. Может показаться, что это очень сложная технология, но на самом деле все просто. Подробно о ней рассказывала моя коллега Любовь Соковикова — вот ссылка.
© 2004-2020, «Техника и технологии». Все права защищены.
* XML, HTML | Реклама на сайте