Учёные из Вирджинии создали клей вчетверо прочнее аналогов, который снимается по команде

Инженерная мысль давно уперлась в компромисс, знакомый каждому, кто хоть раз отдирал скотч от бумаги: чем надежнее клей держит, тем вернее он превращает поверхность в руины при попытке его снять. Исследователи из Технического университета Вирджинии решили разорвать этот порочный круг, устроив внутреннее соревнование по созданию клея для армированной липкой ленты. Задача формулировалась жестко: состав должен держать намертво, сниматься без следа и вдобавок поддаваться полной переработке — распадаться на исходные компоненты, из которых можно собрать клей заново.

Первую часть уравнения решила команда доцента кафедры химии Джоша Ворча. Она разработала так называемую «мономатериальную» ленту, где оба слоя близки по химической природе, но радикально расходятся по физическим свойствам и функциям. Из липоевой кислоты синтезировали сверхкрупные липкие полимеры, которые после обработки кислотой приобрели нужный баланс адгезии и когезии. Слои работают в связке, но стоит запустить мягкую химическую реакцию распада — и материал возвращается к исходным веществам, а значит, клей можно производить снова.

Вторая команда под руководством профессора химии Джона Мэтсона пошла иным путем, создав полимер вида «ершик»: от центральной молекулярной цепи отходят многочисленные отростки. Сырьем послужили молекулы газа и вязкого масла, а на выходе получилась прозрачная пластичная масса. В роли клея она демонстрирует усилие на разрыв в четыре раза выше, чем у составов в нынешних армированных липких лентах. Нагляднее всего результат показал импровизированный тест: в ходе «перетягивания каната» ученые и студенты порвали сам канат, так и не сумев оторвать ленту.

Однако у этого рекорда есть обратная сторона, заложенная в саму молекулярную структуру. Достаточно смочить вещество слабощелочным раствором — и полимер разваливается на части. Лента отходит легко и без вреда для поверхности, но дальнейшая переработка такого материала уже невозможна. Именно поэтому обе команды сейчас ищут способы объединить свои наработки: прочность «ершика» плюс перерабатываемость мономатериальной ленты дали бы клей, который не приходится выбирать между надежностью и ответственностью перед средой.

Пока это лабораторная история, но ставки в ней вполне промышленные. Армированная лента — расходник, который исчисляется миллиардами погонных метров, и любой сдвиг в ее свойствах отзывается в логистике, строительстве и быту. Если исследователям из Вирджинии удастся сшить два подхода в один, мы получим редкий случай, когда инженеры не торгуются с потребителем, а предлагают решение без слабых мест.

По материалам: Techcult