Несколько капель этого вещества могут удержать на весу около 136 кг груза, а исследователи утверждают, что это один из самых прочных материалов, известных науке
Тщательно изучив химическую структуру обычного бытового пластика, ученым удалось превратить его в многоразовый клей с уникальными и многообещающими свойствами.
Новый прочный клей — дело рук ученых из Окриджской национальной лаборатории Министерства энергетики США (ORNL), которые использовали полистирол-b-поли(этилен-со-бутилен)-b-полистирол, также известный как SEBS, в качестве отправной точки. Этот каучукообразный полимер можно найти в зубных щетках, ручках для руля и подгузниках, и исследователи смогли наделить его новыми мощными возможностями, внеся изменения в его химическую структуру.
Это было достигнуто с помощью процесса, известного как динамическое сшивание, которое позволяет соединять обычно несовместимые материалы. Ученые использовали эту технику для соединения наночастиц диоксида кремния и полимера с помощью соединений, называемых сложными эфирами бороновой кислоты, в результате чего был получен новый сшитый композитный материал, который они назвали SiNP. Борные эфиры являются ключом к повторному использованию клея, поскольку они позволяют многократно образовывать и разрывать сшитые связи.
«Фундаментальным открытием стало то, что сложные эфиры бороновой кислоты на SEBS могут перестраивать связи с гидроксильными группами — кислородом и водородом — на SiNP, чтобы адаптировать свойства для выполнения сложных задач», — пояснил ведущий автор, доктор медицины Анисур Рахман. «Мы также обнаружили образование аналогичного обратимого эфира бороновой кислоты, который связывается с различными поверхностями, имеющими гидроксильные группы».
Сшитые подобным образом связи фактически смещаются внутри нового материала, что позволяет ему достаточно прочно прилипать к поверхностям, так что его квадратный сантиметр может выдержать примерно 130 килограммов нагрузки. Эффективность материала выходит за рамки графика и превосходит все имеющиеся в продаже клеи, которые ученые тестировали в ходе исследования. По словам команды, сочетание прочности и пластичности делает его одним из самых прочных материалов, известных науке.
Клей также пригоден для вторичной переработки и сохраняет свои характеристики при температурах до 204 °C, что делает его пригодным для применения при жарких странах. Ученые предполагают, что он пригодится в аэрокосмической, автомобильной и строительной отраслях, и сейчас работают над коммерциализацией и улучшением технологии.
