NIMS, HUE och HUSM har utvecklat en metod för att enkelt och billigt producera en limstruktur som kan upprepas fästas och lossas. Konstruktionen av denna struktur inspirerades av de självhäftande spatelformade hårstråna (setae) som finns på flugfoten, medan metoden för att producera den antyddes av seta -bildning i flugpuper. Dessa miljövänliga teknologier kan potentiellt bidra till ett mer hållbart samhälle.

Många typer av tillverkade produkter är förstärkta med starka lim. Dock, användningen av dessa lim hämmar återvinningsprocesser (dvs. sortering och sönderdelning), motverka ansträngningar för att främja en cirkulär ekonomi. Av denna anledning, limteknik som kan upprepas fästas och lossas har designats och utvecklats. Det biomimetiska tillvägagångssättet för utvecklingen av högpresterande limteknik försöker imitera genomarbetade limstrukturer som finns i levande organismer. Dock, detta tillvägagångssätt är ofta dyrt, eftersom det kräver användning av MEMS (mikroelektromekaniska system) för att skapa komplexa strukturer.

Denna forskargrupp fokuserade på biologiska limstrukturer (t.ex. insektfotdynor) kända för att bildas på ett energieffektivt sätt vid rumstemperatur. Gruppen utvecklade limstrukturer och effektiva metoder för att skapa dem genom att efterlikna biologiska processer. I detta forskningsprojekt, gruppen fokuserade specifikt på limet, spatelformade setéer som växer på flugfotsdynor som en modell för utveckling av limstrukturer som upprepade gånger kan fästas på och lossas från föremål. Gruppen observerade den biologiska processen genom vilken setae bildas i pupfruktflugor (Drosophila melanogaster) genom att färga flugben för immunhistokemisk analys och märkning av cytoskeletalt aktin med fluorescerande färgämnen. Som ett resultat, gruppen upptäckte att limspatulerade fotplattor bildas i en enkel tvåstegsprocess:(1) seta-bildande celler förlängs och cytoskeletala aktinfilament i cellerna ackumuleras vid de distala spetsen av de långsträckta cellerna, bilda de spatelliknande ramarna, och (2) avlagringar av nagelband bildas på ytorna på uppsättningarna, stelna dem. Gruppen lyckades sedan utveckla en liknande, enkel tvåstegsprocess för att tillverka en självhäftande spatelstruktur vid rumstemperatur genom att (1) sträcka nylonfibrer för att bilda en spatelstruktur och (2) stelna den. Konstruktionens vidhäftningsstyrka och lätthet att lossna bekräftades variera, beroende på i vilken riktning det dras bort från föremålet som det är fäst till - liknande de mekanismer som insekter använder för att fästa eller lossa sig till/från föremål. En enda spatelfiber är tillräckligt stark för att hänga upp en kiselskiva från den som väger 52,8 g. Extrapolerar från detta, en bunt med 756 fibrer (9 cm ² i tvärsnittsarea) kan förväntas stödja en person som väger 60 kg.

Denna limstruktur, kan upprepas fästas och lossas, kan erbjuda en mängd nya robotapplikationer. Till exempel, den kan integreras i armarna på industrirobotar så att de bättre kan hantera hala föremål, och det kan införlivas i benen på utomhusrobotar så att de kan klättra upp i vertikala väggar som insekter. Den återanvändbara limstrukturen och den låga kostnaden, energieffektiv produktionsmetod är miljövänlig teknik som potentiellt kan bidra till att göra samhället mer hållbart.

Denna forskning publicerades i Kommunikationsbiologi , en öppen åtkomstjournal, den 29 maj, 2020.