Забудьте о суперклее, ученые разрабатывают новый гиперклей

Технология переклеивания прочно связывает в местах, где коммерческие клеи не могут быть нанесены.
С помощью многих продуктов, которые мы используем каждый день, удерживаемых клеями, исследователи из кампуса UBC в Оканагане и Университета штата Виктория надеются сделать все от защитной одежды до медицинских имплантатов и сантехники более прочными и устойчивыми к коррозии благодаря недавно разработанной формуле «гиперклея».

Команда химиков и исследователей композитных материалов обнаружила широко применимый метод сшивания пластмасс и синтетических волокон на молекулярном уровне в рамках процедуры, получившей название сшивание. Сшивание вступает в силу, когда клей подвергается воздействию тепла или длинноволнового ультрафиолетового излучения и создает прочные соединения, устойчивые как к ударам, так и к коррозии. Даже при минимальном количестве поперечных сшивок материалы плотно сшиты.

«Оказывается, клей особенно эффективен в полиэтилене высокой плотности, который является важным пластиком, используемым в бутылках, трубопроводах, геомембранах, пластиковой древесине и многих других областях», — говорит профессор Аббас Милани, директор НИИ материалов и производства UBC и ведущий исследователь в Оканаганском узле Композитной Исследовательской сети. «На самом деле, имеющиеся в продаже клеи вообще не работали на этих материалах, что делает наше открытие впечатляющим фундаментом для широкого спектра важных применений».

Слева направо: Кевин Головин, Аббас Милани, Фэн Цзян и Джереми Вульф, входящие в сеть КОМФОРТС, — команда исследователей из UBC, UVic и Университета Альберты. Кредит: UBC Okanagan

Профессор органической химии UVic Джереми Вулфф, чья команда руководила разработкой нового класса сшивочных материалов, сотрудничала с UBC Survive and Thrive Applied Research для изучения того, как он работает в реальных условиях.

«Команда UBC STAR смогла провести испытания материала и проверить его на прочность в некоторых невероятных областях применения, включая баллистическую защиту для служб быстрого реагирования», — говорит Вульф.

По его словам, это открытие уже играет важную роль в сети Comfort-Optimized Materials for Operational Resilience, Thermal-transport and Survivability (COMFORTS), объединяющей исследователей из UBC, UVic и Университета Альберты, которые совместно работают над созданием высокоэффективных бронирований кузова.

«Используя эту технологию сшивания, мы сможем лучше сплавить различные слои ткани, чтобы создать новое поколение одежды для экстремальных условий», — говорит Вульф. «В то же время, сшиватель придает ткани дополнительную прочность.»

Милани быстро замечает, что невероятно сильный связующий агент — это только начало того, что он может сделать.

«Представьте себе краски, которые никогда не отслаиваются, или водонепроницаемые покрытия, которые никогда не нуждаются в герметизации», — говорит Милани. «Мы даже начинаем думать об использовании его в качестве способа склеивания множества различных типов пластмасс, что является основной проблемой при переработке пластмасс и их композитов».

«Есть реальный потенциал сделать некоторые из наших повседневных вещей сильнее и менее подверженными отказам, к чему стремятся многие химики и инженеры по композитным материалам».

Исследование было недавно опубликовано в журнале Science и спонсировалось базирующейся в Виктории компанией Epic Ventures и Mitacs Canada.

Reference: “A broadly applicable cross-linker for aliphatic polymers containing C–H bonds” by Mathieu L. Lepage, Chakravarthi Simhadri, Chang Liu, Mahdi Takaffoli, Liting Bi, Bryn Crawford, Abbas S. Milani and Jeremy E. Wulff, 15 November 2019, Science.

Источник