24 czerwca 2024

 

Elektroadhezja zamiast klejenia

Klejenie materiałów twardych i sztywnych z miękkimi zawsze sprawiało wiele problemów. Dotąd stosowane kleje wiążą powierzchnię siłami mechanicznymi lub elektrostatycznymi. Problemy występują, gdy klejone połączenia muszą być przystosowane do rozłączenia bez strat w którejkolwiek powierzchni.

Srinivas Raghavan, prof. inżynierii chemicznej i biomolekularnej Uniwersytetu Maryland, prowadzi badania nad wykorzystaniem zjawiska odwracalnej elektroadhezji, wykorzystującej przepływ prądu do wytworzenia wiązań chemicznych. Odwrócenie kierunku przepływu wystarcza by bez problemu rozłączyć sklejone materiały.

Wcześniej zespół kierowany przez Raghavana z powodzeniem zastosował elektroadhezję do połączenia dwóch materiałów miękkich naładowanych przeciwnie. Obecnie opracował metodę łączenia materiału twardego z miękkim. Połączenie materiału twardego z miękkim jest na tyle mocne, że przy próbie siłowego rozerwania materiał miękki pękł poniżej miejsca klejenia.

Materiałem twardym był grafit, a miękkim żel akrylomidowy. Połączenie uzyskano w kilka minut pod wpływem prądu o napięciu zaledwie 5 V. Przebadano szereg substancji pod kątem zastosowania tego typu połączeń. Okazało się, że w celu połączenia różnych materiałów wystarczy zadbać, aby materiał twardy był przewodzący, a miękki zawierał jony soli. Proces zachodzi również pod wodą.

acs.org

Wenhao Xu, Faraz A. Burni, Srinivasa R. Raghavan: Reversibly Sticking Metals and Graphite to Hydrogels and Tissues. ACS Cent. Sci. 2024, 10, 3, 695–707.