Blåsor (små luftfickor) eller öglor i plåster eller band kan vara ganska irriterande och svåra att ta bort. Vad mer, de kan också påverka material som används för att göra flexibel elektronik och mjuk robotik. Forskare från Eindhoven tekniska universitet och University of Twente har studerat lossningen av häfttejp och utvecklat en ny modell för att förklara hur man bäst tar bort besvärliga slingor. Den nya forskningen publiceras i European Physics Letters.

Tänk dig en tejp där de två klibbiga sidorna fastnar tillsammans vilket resulterar i en loop. Om du försöker ta bort öglan genom att dra i de två slingändarna, händer något överraskande.

Storleken på kontaktytan mellan de klibbiga sidorna börjar minska men slingan lossar inte då som du kan förvänta dig. Istället, när du skalar isär de två sidorna, slingan krymper bara i storlek tills den når en kritisk liten storlek och slutligen lossnar.

Detta häpnadsväckande beteende förvirrade Twan Wilting, Ph.D. kandidat i Fluids and Flows -gruppen vid Institutionen för tillämpad fysik vid TU/e ​​i samarbete med Hanneke Gelderblom, ganska länge. "Jag stötte på denna effekt för några år sedan och kunde inte hitta en lösning online. Jag tog även kontakt med YouTubers för att få en lösning, men till ingen nytta."

Sedan 2019, Wilting deltog i en kurs av Jacco Snoeijer (fakulteten för naturvetenskap och teknik, University of Twente) där Snoeijer diskuterade lim och talade om YouTube -videor som Wilting var alltför bekant med. "Jag blev kontaktad av Twan med problemet efteråt, och han frågade mig om jag skulle vara intresserad av att arbeta med honom om det, "säger Snoeijer." Vi kom överens om att samarbeta, och det gick snabbt efter det. "

Experimentella utmaningar

Att ta bort öglor och blåsor har betydelse för mer än bara plåster och tejp, som Jacco Snoeijer påpekar. "När du arbetar med material för tunn flexibel elektronik och mjuk robotik, Det är viktigt att veta vilka krafter som ska appliceras för att ta bort blåsor eller öglor. Annat, du står inför utsikten att permanent skada materialet. "

För att studera hur slingor förändras när de utsätts för varierande skalningskrafter och hastigheter, forskarna bestämde sig för att studera hur slingor utvecklats i olika band. Men de behövde ett pålitligt sätt att göra raka bandöglor i labbet.

"I raka bandöglor är de två klibbiga sidorna av bandet perfekt inriktade eller parallella. Om de två sidorna inte var parallella, slingan skulle vridas när storleken minskade, och vi ville undvika någon vridande fysik, "konstaterar Wilting." Eftersom vi inte hade automatiska enheter, vi var tvungna att göra slingorna för hand. Det är självklart att det var en test- och testprocess. "

När avlägsnandeexperimenten hade slutförts, forskarna använde observationerna för att konstruera en ny modell som beskriver loop -krympningsprocessen och ger en indikation på den kritiska loopstorleken (före slutlig lossning) och den kritiska skalningskraften.

"Modellen matchar de experimentella observationerna mycket bra. Kanske kommer vi i framtiden att lägga till fler i modellen, särskilt om hur limen utvecklas under lossning, säger Snoeijer.

Det är en sak att ta bort öglor i specialberedda band, men det är en annan sak att ta bort slingor i praktiska inställningar. Wilting och forskarna vet att det finns gott om applikationer för deras modell i verkligheten:"Blåsor och öglor förekommer i flerlagersbeläggningar, flexibel elektronik, mjuk robotik, även under produktionen av grafen (materialet tillverkat av kolatomer i ett bikakegitter som är en kolatom tjockt). Detta betyder att du måste veta vad som händer under vecknings- och självhäftningsprocesser, och det är där vår modell verkligen kan hjälpa. "

Serendipity och vetenskaplig kommunikation

Till sist, det finns betydande serendipity om denna forskningsstudie. Martin Essink satt bredvid Wilting under den kursen som Jacco Snoeijer gav 2019 en doktorsexamen kandidat som arbetar med Snoeijer som uppmuntrade Wilting att närma sig Snoeijer om pusslet. Tillagd till det, Snoeijer var handledare för Hanneke Gelderblom, Wiltings handledare vid TU/e. Alla fyra är författare till denna nya uppsats.

Så öglor som bildas i tejp, flexibel elektronik, och grafenflingor hade bättre koll. Deras framtid håller på att konstruktivt utvecklas.