Har du någonsin undrat varför måla skalar av väggen under sommarens höga luftfuktighet? Det är samma anledning som bandage skiljer sig från huden när vi badar eller simmar.

Gränssnittsvatten, som det är känt, bildar ett halt och icke-vidhäftande lager mellan limmet och ytan som det är tänkt att fästa på, störa bildandet av limbindningar mellan de två.

Att övervinna effekterna av gränssnittsvatten är en av utmaningarna för utvecklare av kommersiella lim.

För att hitta en lösning, forskare här vid University of Akron letar efter ett av de starkaste materialen som finns i naturen - spindelsilke.

'Naturens bästa lim'

Det klibbiga limet som täcker silketrådarna i spindelnät är en hydrogel, vilket betyder att den är full av vatten. Man skulle kunna tro, sedan, att spindlar skulle ha svårt att fånga byte, särskilt under fuktiga förhållanden - men det gör de inte. Faktiskt, deras klibbiga lim, som har varit föremål för intensiv forskning i åratal, är ett av de mest effektiva biologiska limmen i hela naturen.

Så hur kan spindellim fästa i mycket fuktiga förhållanden?

Den frågan var föremål för undersökning av UA-studenter Saranshu Singla, Gaurav Amarpuri och Nishad Dhopatkar, som har arbetat med Dr. Ali Dhinojwala, interim dekan vid College of Polymer Science and Polymer Engineering, och Dr. Todd Blackledge, professor i biologi i programmet Integrated Bioscience. Båda professorerna är huvudutredare i UA:s Biomimicry Research Innovation Center (BRIC), som specialiserat sig på att emulera biologiska former, processer, mönster och system för att lösa tekniska utmaningar.

Teamets resultat, som kan ge ledtrådar till att utveckla starkare kommersiella lim, kan läsas i en artikel som nyligen publicerats i tidskriften Naturkommunikation .

Övervinna fukt

Singla och hennes kollegor gav sig ut för att undersöka hemligheten bakom framgången för den gemensamma spindeln (Larinioides cornutus). Hur övervinner det det primära hindret för att uppnå god vidhäftning under fuktiga förhållanden där vatten kan finnas mellan limmet och målytan?

För att undersöka de involverade processerna, laget tog orb spindellim, placera den på safirsubstrat, sedan undersökte det med en kombination av gränssnittskänslig spektroskopi och infraröd spektroskopi.

Spindellim är tillverkat av tre element - två specialiserade glykoproteiner, en samling organiska och oorganiska föreningar med låg molekylmassa (LMMC), och vatten. LMMC:erna är hygroskopiska (vattenattraherande), som håller limmet mjukt och klibbigt att klibba.

Singla och hennes team upptäckte att dessa glykoproteiner fungerar som primära bindemedel till ytan. Glykoproteinbaserade lim har identifierats i flera andra biologiska lim, som svampar, alger, kiselalger, sjöstjärnor, sticklebacks och engelska murgröna.

Men varför stör inte vattnet i spindellimet vidhäftningskontakten på samma sätt som med de flesta syntetiska lim?

Lovande resultat

LMMC, laget avslutade, utföra en tidigare okänd funktion för att binda gränssnittsvatten, förhindra limfel.

Singla och kollegor fastställde att det är interaktionen mellan glykoproteiner och LMMCs som styr den vidhäftande kvaliteten på det producerade limet, med respektive proportioner som varierar mellan arter, vilket optimerar vidhäftningsstyrkan för att matcha den relativa luftfuktigheten i spindelhabitat.

"De hygroskopiska föreningarna - kända som vattenabsorberande medel - i spindellim spelar en tidigare okänd roll för att flytta vatten bort från gränsen, vilket förhindrar att spindellimmet går sönder vid hög luftfuktighet, " förklarade Singla.

Spindellimmets förmåga att övervinna problemet med gränssnittsvatten genom att effektivt absorbera det är forskningens nyckelfynd, och den med kanske starkast utsikter för kommersiell utveckling.

"Tänk dig en färg som är garanterad för livet, i ur och skur, ", anmärkte Singla.

Allt tack vare ditt vänliga kvarterspindellim.