新型粘合劑可按需生效甚至可在水下切換狀態
日本科學家開發出了一種新的膠水,這種膠水基本上可以按需使其生效。這種粘合劑在一種波長的光線照射下會粘在一起,而在另一種波長的光線照射下則會分解開來,因此可以很容易地將其移除並重複使用–甚至有可能在水下重複使用。
設計粘合劑意味著要平衡兩種相互衝突的特性–粘合的好壞和分離的難易程度。顯然,提高其中一項通常會犧牲另一項。理想的膠水應該是在使用過程中保持牢固,但在出現錯誤或產品不再有用時又能按需釋放。
現在,日本國立材料科學研究所(NIMS)的科學家們開發出了一種可以做到這一點的粘合劑。其中的關鍵成分是咖啡酸,它可以在不同波長的光線下形成和破壞交聯。在這種情況下,研究小組製作了一種含有咖啡酸的聚合物,將其塗在表面上,然後將其暴露在波長為365 納米(nm)的紫外線下。這樣就能將其固化成一層堅固的薄膜,在室溫下保持牢固,剪切粘附強度高達7.2 兆帕。
當不再需要這種粘附力時,可將薄膜暴露在254 納米紫外線下,紫外線會破壞交聯,使其恢復原狀。這樣,它就不會在表面上留下任何殘留物,也不會失去任何粘合特性,基本上可以像新的一樣重複使用。
研究人員對這種粘合劑進行了一系列測試,包括反复彎曲樣品和舉起40 千克(88 磅)重物。在其他測試中,他們用這種粘合劑修復破裂的矽管,然後用高壓水沖洗矽管,沒有發現任何洩漏。
在後續測試中,研究小組證明它甚至可以在水下使用。在粘合劑中嵌入了磁性納米粒子,當施加磁場時,磁性納米粒子就會升溫,從而將粘合劑與基底融為一體。研究小組說,這種材料的應用範圍很廣,可以讓產品在使用壽命結束後更容易地拆卸成部件,並轉化成新產品。
這項研究發表在《先進功能材料》雜誌上。