Экспериментируя с химической структурой обычной бытовой пластмассы, ученые смогли создать многоразовый клей с уникальными свойствами. Капля этого нового клея способна удерживать вес около 136 кг. Это один из самых сильных материалов, известных науке.
Материал разработан учеными из Национальной лаборатории Оук-Ридж Министерства энергетики США (ORNL).В качестве отправной точки они использовали существующий материал, стирол-этилен-бутилен-стирол, также известный как СЭБС. Это каучуковый полимер, который используется в зубных щетках, пластиковых ручках и подгузниках. В общем, это распространенный материал, с которым мы встречаемся каждый день.
Ученым удалось внести изменения в химическую структуру СЭБС с помощью метода, известного как «динамическое сшивание». Этот метод позволяет соединять обычно несовместимые материалы.
Ученые использовали эту технику для соединения наночастиц диоксида кремния и полимера с помощью соединений, называемых эфирами бора. В результате получился композитный материал, который они назвали SiNP.
Эфиры бора являются ключом к многоразовому использованию клея, поскольку они позволяют образовывать и разрушать сшитые связи повторно.
Более того, эти связи смещаются внутри нового материала, что позволяет ему очень сильно прилипать к поверхностям. Всего лишь квадратный сантиметр такого клея удерживает вес около 136 килограммов. Тесты показывают, что новый материал превосходит все коммерчески доступные клеи. По словам ученых, сочетание прочности и пластичности делает его одним из самых прочных материалов, когда-либо созданных наукой.
«Сильные клеи трудно сконструировать, потому что они должны включать твердые и мягкие элементы, которые обычно не совместимы. Задача состояла в том, чтобы добавить прочность, которую вы получаете в гибких материалах, не жертвуя силой склеивания. Наш подход использует динамические химические связи для разработки нового клея с замечательными свойствами, не наблюдаемыми в современных материалах», - говорит Томонори Сайто, один из авторов проекта.
Клей также пригоден для повторного использования и сохраняет свои рабочие характеристики при температурах до 204 градусов Цельсия, что делает его пригодным для применения в жаркой среде.
Уникальный клей может найти применение в аэрокосмической, автомобильной промышленности и строительстве. Теперь ученые работают над коммерциализацией своей разработки.
Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
