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研究人员开发出非常强大但可逆的胶水 - 有点像蜗牛泥
2019-06-19    阅读量:30861    新闻来源:互联网     |  投稿

一个由蜗牛羡慕的工程师组成的国际团队已经找到了制造强力但可逆的粘合剂的方法。


没有人想要弱胶水。它毁了你的一天stylechina.com。但这种棘手情况的另一面是可逆性。例如,当我们将东西放在错误的位置时,强力粘合剂很快就会成为一种负担。使用弱胶水,你可以松开一些东西并再试一次 - 但是当你需要它来保持最大的时候,它有可能会崩溃。使用强力胶水,您只需处理错误或从头开始 - 不允许调整。


除非你是蜗牛。你看,蜗牛有epiphragms - 粘稠的湿润层粘在他们的身体上。epiphragm可以硬化以保护蜗牛的身体或使其长时间固定在原地。但是,当动物需要或想要它时,它可以很快停用。本研究展示了一种人造替代品,其功能与蜗牛的epiphragm相同。


粘液时间

“Geckos可以放下一只手,然后释放它,因此壁虎的附着力是可逆的,但它的附着力非常低,”材料科学与工程系教授,化学与生物分子工程系的Shu Yang说。领导这项研究的宾夕法尼亚大学。


“壁虎是50克,人类是至少50公斤。如果你想把人抱在墙上,就不可能使用相同的粘合剂。您可以使用真空吸尘器,但必须携带笨重的真空泵。我们已经在这方面工作了很长时间,其他人也是如此。并且没有人能够获得更好的解决方案来实现类似胶水的粘合,但也是可逆的。“


Yang和她的团队拥有将自然创造与人类技术和专业知识相适应的背景。除此之外,他们还研究了受巨蛤,蝴蝶和花粉结构启发的纳米级结构。Yang本人也是AESOP的主管,AESOP是分析演化结构作为优化产品的中心,它研究生物学以解决设计和架构问题。



在壁虎的粘性脚趾没有强大到足以适应人类使用,她说,虽然她的团队集中了大量的精力使其工作。然而,当Penn Engineering研究生和当前论文的共同作者Gaoxiang Wu使用由聚甲基丙烯酸甲酯(PHEMA)聚合物制成的水凝胶并注意到其不寻常的粘合性能时,团队取得了突破。PHEMA在潮湿时呈橡胶状,但在干燥时会变硬 - 就像epiphragm一样。


当PHEMA湿润时,它可以彻底挤压成表面纹理,可见或微观。这部分过程使其“粘性”。但是,它是一种良好的粘合剂,当PHEMA开始干燥时,它变得非常坚硬 - 大约和塑料瓶盖一样坚硬,但团队报告说 - 但根本没有收缩。最后一步是整个'粘合剂'的真正的肉和土豆。当材料在空腔内硬化时,它会牢固地固定在空腔内。


“[PHEMA]就像你扔在墙上的那些童年玩具,它们会粘住。那是因为他们非常柔软。想象一下墙上的塑料薄膜; 它轻松脱落。但是,软弱的东西会与蛀洞相符,“杨说。


“当材料干燥时,它们通常会收缩。如果它从表面收缩,它就不再想要符合微腔并且它会弹出。我们的PHEMA胶粘剂不会爆裂。它保持保形。即使在干燥和僵硬的情况下,它也会记住它的形状。“


PHEMA的工作方式就像蜗牛的epiphragm。这种生物材料在覆盖蜗牛身体时最初是湿的,粘在动物移动并最终硬化的任何表面上。当它们退回到它们的壳中时,蜗牛经常使用它们的epiphragm来固定它们。材料在壳体的开口处硬化成坚固的“障碍物”,使其保持在适当的位置,并使蜗牛在白天与干燥,温暖的空气隔离。


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