Illinois forskare studie på formminne polymerer (SMPs) presenteras i den senaste upplagan av Avancerat materialgränssnitt . Kreditera: Avancerat materialgränssnitt
Illinois-forskare har introducerat ett nytt banbrytande återanvändbart lim som aktiveras på några sekunder, arbetar under vattnet, och är tillräckligt stark för att marklyfta 11 pund:formminnespolymerer (SMP).
Teamet - docent i mekanisk vetenskap och teknik Seok Kim, doktorand Jun Kyu Park, och tidigare doktorand Jeffrey D. Eisenhaure (Ph.D. ME '17, nu med Northrop Grumman)—har bevisat att SMP kan behålla torra vidhäftningsegenskaper under vatten. Deras studie, "Reversibel torr vidhäftning under vatten av en polymer med formminne, " publicerades nyligen av den vetenskapliga tidskriften Avancerade materialgränssnitt .
Klassad som ett smart material, SMP:er har förmågan att manuellt växla mellan sitt ursprungliga tillstånd och ett deformerat tillstånd. Genom att manipulera tillståndet för sina SMP, Kim och hans team uppnådde framgångsrik vidhäftning till ytor nedsänkta i vatten såväl som andra flytande medier som olja.
"Torra lim, som de inspirerade av geckofötter, tros vara otillräckliga för att uppnå hög vidhäftning till en våt eller nedsänkt yta, " sa Kim. "Men, denna tro har upphävts på grund av våra SMP reversibla torra lim."
Genom att applicera tryck på den nedsänkta SMP i dess ursprungliga gummiliknande tillstånd, vätska kan pressas ut från kontaktytan. Under tillräckligt tryck, SMP övergår sedan till ett glasartat tillstånd, skapar i huvudsak ett hermetiskt kontaktförhållande som bibehåller mycket stark torr vidhäftning. Dock, detta tillstånd är inte permanent; SMP:s formåtervinningsegenskaper möjliggör reversering av vidhäftningen. Vidare, eftersom SMP kan övergå flytande mellan båda staterna, dess vidhäftning är återanvändbar.
Forskarna fann att den maximala vidhäftningsstyrkan för SMP när den var nedsänkt i sötvattensförhållanden var 18 atm, som är minst 18 gånger större än vakuumsugkopparnas. Liknande resultat uppnåddes för nedsänkning i saltvatten och olja. De utförde olika experiment för att utforska tillämpningarna av deras SMP-till exempel, de använde limmet för att fästa en krok på en våt vägg. När SMP hade anslutit sig, de kunde hänga en laddad ryggsäck på kroken utan att uppleva någon svaghet i vidhäftningen.
"Dessa resultat kommer att resultera i återanvändbara höghållfasta självhäftande fästelement för våt eller nedsänkt väggmontering, sa Kim, som planerar att kommersialisera sina resultat genom en start-up.
"Nästa steg för denna teknik kommer att vara att ytterligare utforska SMP-limsystem för att möjliggöra reversibla självhäftande gripare."