Dwie łatki wielkości usuwalnego kleju wielokrotnego użytku, który odzwierciedla właściwości szlamu ślimaka, są wystarczająco mocne, aby zawiesić 192-funtowego mężczyznę z uprzęży, nowe badanie opublikowane w raportach Proceedings of the National Academy of Sciences .
Hydrożel, substancja na bazie polimerów - opracowana przez naukowców z University of Pennsylvania, Koreańskiego Instytutu Nauki i Technologii oraz Uniwersytetu Lehigh - omija problem większości klejów. Jak wyjaśnia Matt Kennedy dla New Atlas, kleje mogą być albo usuwalne, nieco nadające się do ponownego użycia i dość słabe, albo bardzo mocne, ale całkowicie nieodwracalne. Klej inspirowany ślimakiem reprezentuje to, co najlepsze z obu światów, oferując imponującą siłę i możliwość ponownego użycia lub odwracalności.
Według Tom Whipple z Timesa, ślimaki wydzielają lepki śluz podczas podróży z jednego miejsca do drugiego. Szlam ten umożliwia mięczakom trwałe przyleganie do powierzchni, w tym do skał, sufitów i ścian, gdy ślizgają się wzdłuż. Utwardza się za każdym razem, gdy ślimaki zatrzymują się na dłuższy czas, blokując zwierzęta z ogromną siłą, ale łatwo mięknie, gdy są gotowe do kontynuowania podróży. Oprócz bezpiecznego przymocowania ślimaków do powierzchni, ten tymczasowy klej, zwany epifragmem, zatrzymuje wilgoć i zapobiega wysychaniu ich ciał.
Ryan F. Mandelbaum z Gizmodo pisze, że hydrożel polihydroksyetylometakrylanu (PHEMA) naśladuje epifagm poprzez utwardzenie po wysuszeniu i zmiękczeniu, zgodnie z „mikroskopijnymi zakamarkami powierzchni” po nawodnieniu wodą.
„To jak te zabawki z dzieciństwa, które rzucasz na ścianę i przyklejają się” - powiedział główny autor badania Shu Yang z University of Pennsylvania w komunikacie prasowym. „To dlatego, że są bardzo miękkie. Wyobraź sobie plastikowy arkusz na ścianie; łatwo odpada. Ale miękkie rzeczy będą pasować do pustych przestrzeni. ”
Co najważniejsze, Yang dodaje, PHEMA - w przeciwieństwie do większości materiałów - nie kurczy się podczas wysychania. Zamiast tego klej po prostu twardnieje we wnękach znajdujących się na powierzchni, pozostając „zgodny” i zachowując przyczepność.
Jak zauważa Ian Sample dla Guardian, zespół przetestował substancję za pomocą małych płytek powlekanych PHEMA, wyposażonych w kanały, które umożliwiają dopływ i wypływ wody. Klej działał jak mocny klej, gdy był naturalnie suszony na powietrzu lub ogrzewany, aby przyspieszyć proces, ale łatwo można go było usunąć za pomocą „dobrze umieszczonej wody”. Imponująco naukowcy odkryli, że PHEMA jest wystarczająco trwały, aby przymocować i odłączyć skrzydła motyla bez powodowania jakiekolwiek uszkodzenie.
Według komunikatu prasowego, absolwent University of Pennsylvania i współautor pierwszego badania, Jason Christopher Jolly, zgłosił się na ochotnika, aby zademonstrować siłę PHEMA, zawieszając się na uprzęży podtrzymywanej przez dwa małe plastry samoprzylepne. Jak widać na wideo towarzyszącym papierowi, klej z łatwością utrzymywał 192-funtową Jolly, utrzymując jego pełną wagę przez kilka sekund.
Ogólnie rzecz biorąc, PHEMA okazała się 89 razy silniejsza niż przyczepność gekona, technika inspirowana przylegającymi stopami jaszczurki i do tej pory dominującym modelem natury dla odwracalnych klejów. Był również w stanie wytrzymać siły siedmiokrotnie przekraczające najsilniejszy rzep.
Idąc dalej, naukowcy mają nadzieję wykorzystać swoje dzieło jako punkt wyjścia do opracowania klejów nie opartych na wodzie. Chociaż pewnego dnia PHEMA może zostać wykorzystana w montażu przemysłowym, systemach robotyki, a nawet przedmiotach codziennego użytku, takich jak koperty wielokrotnego użytku, fakt, że jego odwracalność jest kontrolowana przez wodę, oznacza, że prawdopodobnie nie zostanie wkrótce użyty w produkcji ciężkiej. Możliwe jednak, że klej inspirowany ślimakiem może utorować drogę odwracalnym klejom, które reagują na takie sygnały, jak pH, chemikalia, światło, ciepło i elektryczność.
