Nije bio mali izazov s kojim se suočio tim znanstvenika sa Sveučilišta Johannes Kepler u Linzu:
Povezani sadržaj
- Slugovi inspiriraju super jakim ljepilom za pečaćenje rana
- Novi superglue otvara svoje dagnje
Mogu li napraviti superlijepljenje još super?
Istraživači su se borili s osobito ozbiljnim problemom: kad je bilo riječ o vezanju materijala na hidrogele - mekane, ljuskave predmete sastavljene od polimera suspendiranih u vodi - nijedno ljepilo nije bilo vrlo učinkovito. Ako se hidrogel razvukao, veza je postala krhka i raspala se. (Zamislite da pokušate zalijepiti dvije Jell-O kocke.) Bila je to dilema u rastućim poljima „meke“ elektronike i robotike koja se oslanja na hidrogele.
Iako ih već dugi niz godina koriste za oblačenje rana ili mekanih kontaktnih leća, hidrogeli su u novije vrijeme postali ključna komponenta prilično inovativnih proizvoda, u rasponu od elektroničkih „Band-Aids“ koji mogu isporučiti lijek, do rastezljive elektronike do sićušni, žele poput robota koji se mogu implantirati u čovjekovo tijelo.
Znanstvenici mogu pričvrstiti hidrogene na druge predmete pomoću tretmana ultraljubičastim svjetlom, ali postupak može trajati čak sat vremena. To jednostavno nije vrlo učinkovito, kaže Martin Kaltenbrunner, jedan od austrijskih istraživača.
"Premostiti jaz između mekih i tvrdih materijala zaista je veliki izazov za sve na terenu", rekao je. „Uistinu smo tražili brzo izrađivanje prototipa, način„ kod kuće “vezanja hidrogela na različite materijale koji je brz i univerzalan. Ono što je bilo vani bilo je malo nepraktično za primjenu u našim laboratorijima i korištenje svakodnevno. "
Tim je puno razmišljao o tome što bi moglo raditi. Netko je predložio super ljepilo. Zašto ne, budući da su hidrogeli uglavnom voda, a superlijepilo povezuje stvari, jer voda pokreće reakciju.
Ali nije bilo tako lako. Kad su Kaltenbrunner i ostali istraživači pokušali upotrijebiti super ljepilo koje nije bilo, to nije dobro. Nakon što se osuši, a hidrogel se raztegne, veza se ponovo ispuknula i nije uspjela.
Potom je netko došao na ideju da doda netapao, koji se ne bi otapao u ljepilo i sprečio bi ga da se stvrdne. To bi moglo pomoći da se ljepilo doista rasprši u hidrogelu.
A to je, ispostavilo se, bio odgovor.
Miješanje cijanoakrilata - kemikalija u superlijepilu - s netopljivim spriječilo je da se ljepilo otopi, a kad su materijali stisnuti zajedno, ljepilo je difundiralo u vanjske slojeve hidrogela. "Voda pokreće polimerizaciju cijanoakrilata", objasnio je Kaltenbrunner, "i zapleće se s polimernim lancima gela, što dovodi do vrlo čvrste veze." Drugim riječima, ljepilo se moglo proliti ispod površine hidrogela i povezati se s njegovim molekulama, formirajući snažnu vezu u roku od nekoliko sekundi.
Bilo je jasno da su istraživači nešto postigli kad su lijepili komad hidrogela na elastični, gumeni materijal koji se zove elastomer. „Prvo što smo prepoznali, “ rekao je Kaltenbrunner, „je da je veza još uvijek transparentna i rastezljiva. Zaista smo isprobali mnogo drugih metoda prije, ali ispada da je ponekad najjednostavnija najbolja. "
Evo njihovih videozapisa o hidrogeliranju:
Znanstvenici su svoje novo ljepilo postavili za testiranje stvarajući traku "elektroničke kože", hidrogelnu traku na koju su zalijepili senzore baterije, procesora i temperature. Mogao bi pružiti podatke pametnom telefonu putem bežične veze.
Također su proizveli prototip umjetnih kralježaka s kojim se hidrogel koristio za popravak diskova koji se pogoršavaju u kralježnici. Uz ljepilo, kralješci bi se mogli sastaviti mnogo brže nego inače, navodi se u izvještaju o istraživanju, nedavno objavljenom u Science Advances.
Kaltenbrunner je rekao da veliki potencijal za ljepilo vidi kao dio "revolucije meke robotike". Na primjer, mogao bi ga se ugraditi u nadogradnje na "oktobot", prvi autonomni, potpuno mekani robot koji su Harvardski naučnici otkrili prošle godine. Ovisno o veličini vaše ruke, octobot nema tvrde elektroničke komponente - nema ni baterije ni računalnih čipova. Umjesto toga, vodikov peroksid uzajamno djeluje s mrljama platine unutar roba, koji stvara plin koji napuhuje i savija tintekle octoktove, tjerajući ga kroz vodu.
Za sada je to kretanje uglavnom nekontrolirano, ali znanstvenici se nadaju da će moći dodati senzore koji bi mu omogućili manevriranje prema nekom objektu ili izvan njega. Eto, novo bi vam ljepilo moglo dobro doći.
Ali budućnost nove vrste super ljepila još uvijek poprima oblik. Kaltenbrunner procjenjuje da bi moglo potrajati još tri do pet godina prije nego što bude dostupan na tržištu. Ipak, osjeća se prilično optimistično.
"Budući da je našu metodu lako reproducirati", rekao je, "nadamo se da će nam se drugi pridružiti u pronalaženju još više primjena."
