Новое исследование, опубликованное в Proceedings Национальной академии наук, сообщает, что два пятна размером с почтовую марку съемного многоразового суперклея, который отражает свойства слизи улитки, достаточно прочны, чтобы отстранить 192-фунтового человека от упряжи.
Гидрогель, основанное на полимере вещество, разработанное исследователями из Университета Пенсильвании, Корейского института науки и технологии и Университета Лихай, позволяет обойти проблему, создаваемую большинством клеев. Как объясняет Мэтт Кеннеди для Нового Атласа, клеи, как правило, либо снимаемые, несколько повторно используемые и довольно слабые, либо очень прочные, но совершенно необратимые. Вдохновленный улиткой клей представляет собой лучшее из обоих миров, предлагая впечатляющую прочность и возможность повторного использования или обратимость.
По словам Тома Уиппла из « Таймс », улитки выделяют липкую слизь, путешествуя из одного места в другое. Эта слизь позволяет моллюскам оставаться прочно прикрепленными к поверхностям, включая камни, потолки и стены, когда они скользят вдоль. Он затвердевает всякий раз, когда улитки останавливаются на длительный период времени, с огромной силой фиксируя животных на месте, но легко смягчается, когда они готовы продолжить свое путешествие. Помимо того, что улитки надежно закреплены на поверхностях, этот временный клей, известный как эпифрагм, удерживает влагу и предотвращает высыхание их тел.
Райан Ф. Мандельбаум из Gizmodo пишет, что полигидроксиэтилметакрилатный (PHEMA) гидрогель ученых имитирует эпифрагм, закаливаясь при высушивании и размягчении, в соответствии с «микроскопическими закоулками поверхности» при регидратации водой.
«Это как детские игрушки, которые вы бросаете на стену, и они прилипают», - пишет в пресс-релизе ведущий автор исследования Шу Янг из Университета Пенсильвании. «Это потому, что они очень мягкие. Представьте себе пластиковый лист на стене; это легко снимается. Но мягкие вещи будут соответствовать полостям.
Важно отметить, добавляет Ян, что PHEMA - в отличие от большинства материалов - не сжимается при высыхании. Вместо этого клей просто затвердевает в полостях на поверхности, оставаясь «конформным» и сохраняя свое сцепление.
Как отмечает Ян Образец для Guardian, команда проверила это вещество с помощью крошечных пластин с покрытием PHEMA, оборудованных каналами, которые пропускают и выводят воду. Клей действовал как сильный адгезив при естественной сушке на воздухе или при нагревании для ускорения процесса, но его легко отсоединить с помощью «хорошо размещенной капли воды». Впечатляюще, исследователи обнаружили, что PHEMA был достаточно прочным, чтобы прикреплять и отсоединять крылья бабочки, не нанося вреда. любой ущерб.
Согласно пресс-релизу, аспирант Пенсильванского университета и соавтор исследования Джейсон Кристофер Джолли вызвался продемонстрировать силу PHEMA, отстранившись от ремня безопасности, удерживаемого двумя крошечными пластырями. Как видно из видео, сопровождающего газету, клей легко удерживал 192-фунтового Джолли, поддерживая его полный вес в течение нескольких секунд.
В целом, PHEMA оказалась в 89 раз сильнее, чем адгезия геккона, техника, вдохновленная цепляющимися ногами ящерицы, и до сих пор доминирующая модель природы для обратимых клеев. Он также был способен противостоять силам, в семь раз превышающим предел сильнейшей липучки.
Двигаясь вперед, исследователи надеются использовать свое творение в качестве отправной точки для разработки клеев на водной основе. Хотя PHEMA однажды можно будет использовать в промышленной сборке, робототехнических системах и даже в повседневных объектах, таких как многоразовые конверты, тот факт, что его обратимость контролируется водой, означает, что он, скорее всего, не будет использоваться в тяжелом производстве в ближайшее время. Тем не менее, возможно, что вдохновленный улитками клей мог бы открыть дорогу обратимым клеям, которые реагируют на такие сигналы, как pH, химические вещества, свет, тепло и электричество.
