Gör dem tuffare genom att göra dem svagare.

Det är den föreslagna lösningen från ett forskargrupp vid Purdue University-känd för sin limteknik.

"Vi har använt inspiration från havsdjur för att utveckla flera nya lim, "sa Jonathan Wilker, en Purdue -professor i kemi och materialteknik, som hjälper till att leda forskargruppen. "Nyligen har vi sökt strategier för att göra lim tuffare. Ett sätt att komma dit kan ses som att göra materialen hårdare genom, först, gör dem svagare. "

Purdue -teamet lade till bindningar som lätt bryts genom materialet. När tryck eller spänning appliceras på limmet, dessa offerbindningar är utformade för att absorbera energi och bryta isär. Under tiden, resten av det större limsystemet förblir intakt.

Purdue -teamets arbete publiceras i Journal of the American Chemical Society .

"Tanken liknar lite hur en tegelvägg är gjord av tegel som är förskjutna från varandra, "Wilker sa." Du vacklar tegelstenarna och cementen så att en spricka inte skjuter rakt ner genom cementlinjerna. En spricka träffar mitten av en tegelsten och krafterna sprids ut mot båda sidor, så småningom minskar till den grad att väggen förblir intakt.

"Vi lade till svaga bindningar i limmet så att mekaniska krafter och växande sprickor tappar energi genom att bryta dessa bindningar istället för att ha hela, större materialbrott. Tanken är att hantera hur energi rör sig genom materialet. Det övergripande limsystemet kan bli tuffare och mindre troligt att bryta sönder när det utsätts för mekanisk belastning. "

Wilkers team testade denna idé med flera typer av obligationer. De som fungerade bäst var varken för svaga eller för starka. Han sa att denna teknik för hantering av energi i lim kan vara ett allmänt fenomen som kan appliceras på lim i branscher som sträcker sig från konsumentelektronik till konstruktion till tillverkning av flygplan och bilar.

Teamet har hundratals musslor och ostron som växer i sitt laboratorium för att studera proteiner som används av havsdjur som fäster vid stenar. Efter att ha arbetat med att förstå naturen hos dessa naturliga lim, forskarna genererar sedan flera syntetiska versioner med olika egenskaper.

De har arbetat med att patentera flera av sina toxinfria limsystem med Purdue Research Foundation Office of Technology Commercialization, som nyligen flyttade in i Convergence Center for Innovation and Collaboration i Discovery Park District.