به گزارش ایسنا، پژوهشگران بخش انرژی «آزمایشگاه ملی اوک ریج»(Oak Ridge National Laboratory)، نوعی چسب قابل استفاده مجدد را از پلیمرهای ضایعاتی اختراع کرده‌اند که از چسب‌های تجاری سفت‌تر است، زیر آب و در محیط‌های خشک کار می‌کند و انواع مواد از جمله چوب، شیشه، فلز، کاغذ و پلیمرها را به هم می‌چسباند.

به نقل از فیز، این چسب نوآورانه با الهام از نحوه چسبیدن صدف‌ها به سطوح، حاوی پیوندهای عرضی شیمیایی برگشت‌پذیر است که به چسب سفت‌شده امکان می‌دهد تا نرم شود، جدا شود و دوباره مورد استفاده قرار بگیرد؛ برخلاف چسب‌های کنونی که پس از یک بار استفاده به‌طور دائم سفت می‌شوند.

پروژه‌های امروزی معمولاً برای سطوح گوناگون به چسب‌های متفاوتی نیاز دارند. چسب سفید برای پروژه‌های هنری مدارس ابتدایی، پلی‌وینیل استات برای صحافی کتاب، پلی‌یورتان برای کفش‌سازی، سیلیکون‌ها برای درزگیری پنجره‌ها و چسباندن قطعات الکترونیکی و اپوکسی‌های صنعتی برای اتصال قطعات هواپیما و خودرو به کار می‌روند.

یک نوع چسب که در بسیاری از کاربردها عملکرد خوبی داشته باشد، می‌تواند تولید و تعمیر را ساده کند و در عین حال، ضایعات را کاهش دهد. این پیشرفت ممکن است تأثیر اقتصادی بزرگی را بر بازار جهانی چسب‌ها و درزگیرها داشته باشد، که تقریباً ۸۷ میلیارد دلار ارزش دارد و پیش‌بینی می‌شود تا سال ۲۰۳۲ به نزدیک ۱۱۹ میلیارد دلار برسد.

«انیسور رحمان»(Anisur Rahman) سرپرست این پژوهش گفت: بیشتر چسب‌ها برای یک کاربرد خاص ساخته می‌شوند. چسب ما می‌تواند برای کاربردهای متنوعی از جمله کاربردهای ساختاری یا حساس به فشار مورد استفاده قرار بگیرد و در محیط‌های مرطوب و خشک عملکرد قابل اعتمادی دارد. هیچ کدام از چسب‌های تجاری را نمی‌توان به این روش استفاده کرد.

این گروه پژوهشی با شروع کار خود از پلیمرهای رایج بطری‌های نوشیدنی، الیاف پارچه و لایه‌های بسته‌بندی، فرآیندی را توسعه دادند که در مواد، انرژی و هزینه صرفه‌جویی می‌کند. دنیلسون گفت: ما موادی را که قرار بود به محل دفن زباله منتقل شوند، برداشتیم و به چیزی ارزشمند تبدیل کردیم.

چسب‌های سنتی به پیوندهای عرضی دائمی متکی هستند که جدا کردن آنها را دشوار می‌کند. رحمان گفت: شما یک بار چسب‌های سنتی را اعمال می‌کنید و نمی‌توانید دوباره از آنها استفاده کنید. برای جدا کردن چسب باید یک مجموعه را از هم جدا کنید. بدین ترتیب، شما هم به قسمتی که به آن چسب می‌زنید و هم به قسمت‌های دیگر آسیب می‌رسانید. اگر هنگام چسباندن چیزی اشتباه کنید و اجازه دهید تا خشک شود، کار تمام است.

در چسب جدید، پیوندهای عرضی مانند اتصالات برگشت‌پذیر، شبیه به چسب «ولکرو»(Velcro) عمل می‌کنند. گرما پیوندهای شیمیایی پویا را در پلیمر می‌شکند و به چسب امکان می‌دهد تا بدون آسیب رساندن به سطوح آزاد شود. با سرد شدن ماده، پیوندها دوباره تشکیل می‌شوند.

دنیلسون گفت: اگر یک قسمت آسیب ببیند یا چسب به اشتباه استفاده شود، می‌توانید آن را به طور کامل جدا کنید و دوباره با یکپارچگی کامل نصب کنید.

این گروه پژوهشی بیش از ۱۰ بار چسب را بدون هیچ گونه افت عملکردی جدا کردند و دوباره چسباندند.

رحمان گفت: در بازار معمولا چسب‌های ساختاری معمولاً دارای مقاومت برشی - معیاری از چسبندگی - در محدوده هفت تا ۱۰ مگاپاسکال هستند. چسب‌های ما نیز بسیار بالاتر از این محدوده باقی می‌مانند اما قابلیت استفاده مجدد را حفظ می‌کنند.

پژوهشگران می‌توانند چسب را به صورت شیمیایی بازیابی کنند و مولکول‌های آمین اضافی را برای تجزیه چسب به زیر واحدهای مونومر آن به کار ببرند. رحمان گفت: ما می‌توانیم همه مواد شیمیایی مورد استفاده در این چسب را بازیابی کنیم.

دانشمندان قصد دارند در مرحله‌ بعد، اتصال عرضی را تنظیم کنند تا پیوندهای ضعیف‌تر و موقت برای برچسب‌های قابل جابه‌جایی، باندهای چسبنده، برچسب‌های دارورسانی و سایر کاربردها ایجاد شود.

این پژوهش در مجله «Science Advances» به چاپ رسید.

انتهای پیام