Superlim är otroligt användbart – ända tills du slutar kopplas till ditt hantverksprojekt. Men ett nytt lim som uppfunnits av forskare vid University of Pennsylvania är lika starkt som standard superlim, och mycket mer förlåtande. Limmet, baserad på snigelslem, kan lossas och fästas om och om igen utan att förlora sin styrka, och kan rädda tillverkare från kostsamma misstag.

Mänskligheten har letat efter det bästa sättet att hålla ihop två saker under mycket lång tid. Så tidigt som 200, 000 år sedan, människor tillverkade klibbig tjära genom att försiktigt bränna björkbark i en tidskrävande process. Nästan 4, 000 år sedan, Forntida egyptier kokade djurdelar för att göra de första flytande limmen. Gummibaserade lim uppfanns 1830, med modernt superlim på hyllorna i närbutiker 1958. Men alla dessa lim kommer med en frustrerande kompromiss:De kan vara starka och permanenta, som superlim, eller återanvändbar men inte särskilt klibbig, som Post-its.

Nu, ett team ledd av Shu Yang, professor i materialvetenskap och teknik vid Penn, har lyckats kombinera de bästa egenskaperna hos båda.

Yang delade sina resultat i en ny studie som publicerades förra veckan i Proceedings of the National Academy of Sciences . Bara två stämpelstora bitar av Yangs lim räckte för att enkelt hålla vikten av en person på 160 pund, sa studien.

heter PHEMA, efter dess kemiska sammansättning (polyhydroxietylmetakrylat), det är så effektivt att till en början Yang hade problem med att mäta sin styrka. "Jag tyckte det var väldigt starkt, men jag visste inte hur stark, " sa hon. Styrkan hos ett lim mäts genom att dra tills fästet går sönder.

"Det tog min student över ett år att mäta det, " sa Yang. Även en doktorand, Jason Jolly, steg upp för att bevisa limmets styrka - genom att hänga upp sig i luften. I slutet, teamet var tvungen att designa remmar gjorda av Kevlar – materialet som används i skottsäkra västar – för att dra isär PHEMA.

Men det som gör att PHEMA sticker ut är att dess klibbighet kan stängas av och slås på igen. Limmet håller tätt när det är torrt, men tillsätt lite vatten och inom några minuter, PHEMA lossnar, redo att återanvändas.

"Att kunna släppa taget - det är en stor sak, sa Andrew Smith, professor i biologi vid Ithaca College i New York, som har utvecklat ett medicinskt lim baserat på snigelslem, och var inte involverad i studien. "Vi har väldigt bra lim för vissa saker. Utmaningarna (inklusive) när man behöver något som är vändbart."

PHEMAs förmågor kommer från det faktum att det inte är en vätska, som lim, men en hydrogel, som de som finns i Jell-O eller mjuka kontaktlinser. "Hydrogeler är mjuka, squishy material ... . Om nedsänkt i vatten, de suger upp vatten, " sa Yang. Och när en hydrogel torkar ut, den blir stel.

När squishy och blöt, PHEMA kan passa in i de mikroskopiska spåren och defekterna som finns på alla ytor, även till synes släta material som glas. Torkning låser PHEMA mot dessa spår, fästa den på ytan.

Dock, innan du försöker hänga i taket med Jell-O, Yang förklarade att PHEMA är unikt:"När du torkar (en hydrogel), de krymper normalt. Vårt material gör det inte."

Medan idén om ett reversibelt superlim är ny för människor, sniglar har gjort något liknande i miljontals år. "Vissa sniglar förankrar sig i ett träd med (en struktur som kallas) deras epifragma ... . Den kan fästas så hårt att du inte kan dra av den med handen - du måste skaffa en mejsel." sa Gary Rosenberg, curator för blötdjur vid Academy of Natural Sciences vid Drexel University. När det väl regnar, sniglarna lossnar och fortsätter att krypa runt.

Endast vissa sniglar gör epifragmer. Ett känt exempel är Helix aspersa, snigeln som äts i det franska köket som "escargot". Filadelfiabor kanske till och med kan se denna förmåga själva. Flera arter av Polygyridae sniglar har rapporterats i regionen, enligt citizen science-appen iNaturalist, och alla kan göra ett hydrogellim som fungerar precis som Yangs PHEMA.

PHEMA, eller andra liknande lim, kanske en dag blir en del av vårt dagliga liv. Elliot Hawkes, biträdande professor i maskinteknik vid University of California, Santa Barbara, föreslår att PHEMA kan vara användbart i huset, speciellt för att hänga upp dekorationer. "Målade gipsskivor är utmanande för torra lim, på grund av dess svaga strävhet. Denna teknik kan vara en bra lösning, beroende på om det skulle missfärga din vägg, " sa han i ett uttalande via e-post. Hawkes var inte involverad i PHEMA-studien.

När det gäller Yang, hon tror att PHEMA kommer att vara otroligt användbart för tung tillverkning, såsom bilmontering. Genom att använda det vändbara limmet för att testa hur delar passar ihop, PHEMA kommer att tillåta monteringsarbetare att kontrollera och byta ut defekta komponenter innan det är för sent.

Smith höll med om att dessa applikationer låter "ganska rimliga, " men varnar för att eftersom PHEMA behöver vatten, det kommer inte att passa bra för många branscher. Och eftersom PHEMA lossnar när det är vått, limmet kan inte hålla i fuktiga miljöer.

För att komma runt denna begränsning, Yang's team wants to develop a new version that switches on and off based on specific chemicals, electricity, or heat, instead of water.

This next innovation may already be out there in nature. Snails, slugs, mussels, geckos, octopuses, and even cockroaches are being studied for the way they can stick to things. "There's a lot of animals that produce glues with lots of unusual properties, " said Smith. "You're getting adhesives designed for all sorts of situations, with lots of variation that can inspire us."

©2019 The Philadelphia Inquirer
Distribueras av Tribune Content Agency, LLC.