I den moderna världen, lim anses till stor del vara ett löst problem. Även under vattnet, lim kan användas i en mängd olika maritima tillämpningar.

Saken är den, de är bara inte så effektiva.

Problemet, som forskare vid Johns Hopkins Applied Physics Laboratory såg det, var den långsamma härdningshastigheten för polyuretan. Även de tuffaste limen kämpar för att hantera interstitiellt vatten, och de flesta fungerar bäst på förbehandlade ytor, båda är utmaningar i en undervattensmiljö. De tar vanligtvis minst 24 timmar att bota ordentligt, ett uppenbart problem om det du försöker limma är nedsänkt.

"Du kan föreställa dig, i en marin miljö, hur behövande 24 timmar för att bota och hålla i full styrka kan vara ett problem, " sa Reid Messersmith, en kemist på avdelningen för forskning och utforskande utveckling (REDD) och huvudförfattaren på ett nytt papper, med titeln "Rapid underwater adhesive Utilizing Crosslinker and Amine Catalyst-Filled Microcapsules." Deras resultat publicerades nyligen i Tillämpade polymermaterial , en publikation från American Chemical Society.

"Så, vi gjorde det starkt och snabbt, " fortsatte Messersmith. "Från 24 timmar till en minut var vår hastighetsökning, och om du faktiskt kan låta den sitta i 24 timmar, den håller 10 gånger styrkan."

Teamet undersökte sätt att förbättra kommersiellt lim för undervattensanvändning och fann att tillsats av en katalysator (för att få det att hålla snabbt) och ett tvärbindare (för att göra fästet starkt) till limets ursprungliga formel skulle förbättra det, och det skulle hålla omedelbart. Detta fungerar inte i praktiken, fastän, eftersom det måste vara en liten fördröjningstid mellan när limet appliceras och när det börjar härda, om du behöver fästa något annat på limmet innan det stelnar, till exempel.

Lösningen var att inrymma katalysatorn och tvärbindaren i ett skal, en mikrokapsel som liknar ett äggskal. När du blandar det fyllda skalet i limmet, ingenting händer. Men när en liten mängd kraft appliceras, som att gnugga den mellan fingrarna, skalen går sönder, katalysatorn och tvärbindaren läcker ut och limmet stelnar omedelbart.

Resultatet är ett snabbt härdande undervattenslim som är effektivt på en rad olika ytor, inklusive aluminium, rostfritt stål, glas, och plast. Limmet fungerade bäst på obehandlade aluminiumytor med en hög bindningsstyrka på cirka 400 pund på 60 sekunder.

"Att ha en tryckaktiverad, höghållfast lim som fungerar på några minuter har otaliga potentiella tillämpningar, sa Chris Hoffman, projektledaren i REDD och en medförfattare på tidningen. "Vårt lim fungerar utmärkt både i och utanför vatten, så du kan tänka dig att använda den för att reparera din båt eller återsätta bältros. Lättheten med vilken våra mikrokapslar kan appliceras på ett befintligt lim är en betydande extra bonus."

Nyckelsteget för att göra en användbar limtillsats är att tvätta bort oönskade oljor och biprodukter som produceras när du skapar mikrokapslarna. Som beskrivs i tidningen, laget jämförde två tvättmetoder och hittade ett sätt att producera en torr, vitt pulver som är lätt att hantera och lagringsstabilt. Detta mikrokapselpulver kan enkelt blandas in i bashartset, och endast en liten mängd kraft behöver appliceras för att bryta kapslarna när de två delarna pressas ihop. Mikrokapslarna tillverkas också i en batch-metod som kan skalas upp för kommersiell produktion, drog forskarna slutsatsen i tidningen.