211service.com
Super kardborreband
General Motors forskare har gjort ett extremt starkt lim som går isär när det värms upp. Limmet är 10 gånger klibbigare än kardborreband och de återanvändbara gecko-inspirerade lim som många forskargrupper har försökt att perfekta.
Återanvändbart superlim: En atomkraftmikroskopbild visar ytan på en formminnespolymer som har behandlats för att göra ett starkt återanvändbart lim. Två delar av polymeren klibbar ihop när de värms upp, förblir fast när de kyls ner och lossnar när de värms upp igen.
Polymererna i limmet binder till varandra inom några minuter när de initialt värms upp. Sålunda, när två stycken av limmaterialen värms upp, klibbar de samman starkt. När de väl har fastnat krävs det mycket kraft för att dra bort polymererna från varandra, men de lossnar lätt när de värms upp igen. Forskarna kunde fästa och dra isär polymererna två gånger innan de förlorade en tredjedel av vidhäftningsstyrkan, enligt enLangmuirtidning publicerad på nätet.
Man kan tänka på materialet som en kemisk kardborre, säger manTao Xie, en polymerforskare som leder arbetet vid GM Research and Development Center i Warren, MI. Här är fördelen att bindningen är nästan lika bra som det vätskebaserade härdbara limmet vi är mer bekanta med.
Limmet kan leda till bilar som är enkla och billiga att skräddarsy. Xie tänker sig utbytbara bilstötfångare och trim i olika färger. Kunder kunde till och med ange var de ville ha sin radio, GPS-system eller mugghållare placerade.
Mark Geoghegan, som studerar reversibla lim vid University of Sheffield i Storbritannien, säger att starka, omkopplingsbara lim skulle kunna göra det lättare att återvinna datorer och elektronik, om dessa lim användes för att limma ihop dem. Att plocka isär komplicerade strukturer för återanvändning vid slutet av den ursprungliga enhetens livslängd är inte trivialt om deras ursprungliga tillverkning involverade svetsning, säger han.
Limmet kan användas i alla tillämpningar som kräver en stark men föränderlig bindning, såsom möbler, leksaker och byggnader. Geoghegan tänker sig kontor eller hotellrum som skulle kunna skräddarsys för att rymma en handikappad person. Eller, föreslår han, Föreställ dig en U2-turné, där seten sätts ihop och demonteras dagligen. Det kan vara lättare att använda ett höghållfast reversibelt lim än att använda bultar.
Det nya materialet är tillverkat av en formminnespolymer, en hårdplast som blir gummiaktig när den värms upp över en viss temperatur – i detta fall 68 ºC. Forskarna ympar ett enda lager av en grenad polymer på ytan av formminnespolymeren. Den grenade polymeren innehåller molekyler som bildar täta vätebindningar med varandra.
Molekylerna kommer inte i kontakt med varandra om två delar av den styva formminnespolymeren pressas mot varandra, säger Xie. Så vi värmer upp dem och trycker sedan ihop dem, så det är som att trycka ihop gummin så att den [molekylära] kontakten är bra. Som ett resultat ansluter miljontals av de vätebindande molekylerna till varandra och limmar ihop de två polymerbitarna. Ytorna förblir fasta när polymeren svalnar och härdar.
Materialets vidhäftningsstyrka är 700 newton per kvadratcentimeter. Det bästa geckolimmet däremot tål en kraft på 100 newton innan det lossnar. Vidhäftningsstyrkan är ganska stark, och systemets reversibilitet är spännande, säger manJeffrey Karp, en bioingenjör vid Harvard-MIT Division of Health Sciences and Technology som har utvecklat gecko-inspirerade medicinska lim. Men, tillägger han, kan den värme som krävs begränsa dess tillämpning.
Anand Jagota, professor i kemiteknik vid Lehigh University, säger att även om limmets styrka visar mycket lovande för tillämpningar inom återvinning och hållbar tillverkning, skulle han inte kalla det ett riktigt återanvändbart lim ännu. Du bör kunna använda ett äkta vändbart lim hundratals gånger utan att förlora dess egenskaper.