211service.com
Nanoglue Sticks under vattnet
Bandage kan sitta kvar även efter ett bad, tack vare ett nytt lim utvecklat av forskare vid Northwestern University. Limmet fungerar inte bara bra på våta ytor utan det kan även dras av och återanvändas mer än tusen gånger.
Undervattenslim: Forskare, inspirerade av geckons och musslans stickförmåga, har gjort en ny typ av lim som förblir klibbig på våta ytor.
Nanogluet är gjort av 400 nanometer breda silikonpelare täckta med en polymer som efterliknar de vidhäftande proteinerna som finns i musslor. Förutom bandage skulle det nya materialet kunna användas i plåster för läkemedelsleverans och i tejp för att stänga operationssår, säger Philip Messersmith , en biomedicinsk ingenjörsprofessor vid Northwestern University, som rapporterade om limmet Natur Denna vecka.
Många forskare arbetar med lim som efterliknar de små hårliknande strukturerna på geckosfötter, som ger ödlan förmågan att springa upp på väggar och över tak, och till och med hänga i ena tån. Kol-nanorörpelare har lett till en av de starkaste geckotejpen hittills, men limmen, precis som en geckos fötter, tappar greppet på våta ytor. (Se Klätterväggar med kolnanorör.) Ali Dhinojwala , en professor i polymervetenskap vid University of Akron, som utvecklade geckotejpen av kolnanorör, säger att pelarna, som är tusentals nanometer höga, helt enkelt kollapsar i vatten på grund av tryck.
Det nya limmet är baserat på en liknande pelardesign, men det fungerar bättre under vattnet av två anledningar. Messersmith och hans kollegor gör pelarna kortare så att de inte kollapsar. Och de täcker nanopelarna med ett tunt lager av en polymer som imiterar en mussels extremt starka vidhäftande protein. Resultatet är ett lim som sitter fast på våta ytor lika bra som att en gecko eller en klisterlapp fastnar på torra ytor.
Just nu täcker materialet upp till två kvadratmillimeter. Den största utmaningen för att göra limmet praktiskt kommer att vara att skapa större strängar. För att göra detta till ett livskraftigt lim måste du kunna göra kvadratmeter, inte bara några millimeter, säger Messersmith.
På större ytor blir det svårare att få varje pelare att fastna på en yta, enl Metin Sitti , en mekanisk ingenjörsprofessor vid Carnegie Mellon University som arbetar med liknande lim. De korta pelarna i det nya materialet gör problemet extra svårt. Om ytan är grövre än pelarhöjden så kommer de flesta i luften, så man behöver trycka ner mycket, säger Sitti.
Till skillnad från tidigare design av plast- och nanorörstolpar, beror det nya materialet inte på fysiska van der Waals-krafter. Den förlitar sig istället på ytans kemiska interaktion med de kemiska hydroxigrupperna i det syntetiska musselproteinet. På grund av detta säger Dhinojwala att limmet kanske inte fäster på alla typer av ytor.
Men Messersmith tror att limmet kommer att visa sig vara mångsidigt. Dessa funktionella [hydroxi]-grupper har förmågan att fästa på en mängd olika ytor, säger han. Hittills har forskarna testat limmet på kiselnitrid, titanoxid och guld, som alla används inom elektronik. Men om limmet ska användas i bandage och medicinsk tejp, skulle det behöva fästa på huden. Forskarna har testat andra musselinspirerade syntetiska proteiner som har liknande kemiska grupper och har funnit att de är vidhäftande till biologisk vävnad. Musslor kan fastna på vad som helst, säger Messersmith. De fäster på en träbit, som är organisk. De fäster även vid huden på valar.