Létrehozták a világ egyik legkeményebb anyagát
Egy közönséges háztartási műanyag kémiai szerkezetének átprogramozásával tudósoknak sikerült újrahasznosítaniuk egy egyedi és rendkívül ígéretes tulajdonságokkal rendelkező, újrafelhasználható ragasztóvá.
Carlos Jones
Az erős ragasztó az amerikai Energiaügyi Minisztérium Oak Ridge Nemzeti Laboratóriumában (ORNL) dolgozó kutatók ékes munkája, akik kiindulási alapként polisztirol-b-poli(etilén-ko-butilén)-b-polisztirolt, azaz SEBS-t használtak. Ez a gumiszerű polimer fogkefékben, kormánymarkolatokban és pelenkákban is megtalálható; tudósok a kémiai szerkezetének finomításával új, erőteljes képességekkel tudták felvértezni.
Ezt egy dinamikus térhálósításnak nevezett eljárással érték el, amely lehetővé teszi a jellemzően nem kompatibilis anyagok korlátainak áthidalását. A technikát arra használták, hogy a szilícium-dioxid nanorészecskéket és a polimert bórsavésztereknek nevezett vegyületek segítségével összekapcsolják, így egy újszerű, térhálósított kompozit anyagot kaptak, amelyet SiNP-nek neveztek el.
A boronészterek kulcsfontosságúak a ragasztóanyag újrafelhasználhatósága szempontjából, mivel lehetővé teszik a térhálós kötések ismételt kialakítását és felbontását.
„Alapvető felfedezés volt, hogy a SEBS-en lévő bórsavészterek képesek átrendezni a SiNP hidroxilcsoportjaival való kötéseket, hogy a tulajdonságokat a megváltozott körülményekhez igazítsák. Azt is megállapítottuk, hogy hasonló reverzibilis bórsavészter-kötések alakulnak ki különböző hidroxilcsoportokkal rendelkező felületekkel” – mondta a kutatás főszerzője, Anisur Rahman.
Ezek a térhálós kötések valóban elmozdulnak az anyag belsejében, ami lehetővé teszi, hogy elég erősen tapadjon a felületekhez. A kutatók szívóssági teszteket is végeztek, amelyek során kimutatták, hogy az anyag teljesítménye felülmúlta az összes kereskedelmi forgalomban kapható ragasztóét – a szilárdság és a képlékenység kombinációja tudósok szerint az egyik legkeményebb matériává teszi, amelyet valaha kifejlesztettek.
A ragasztó ezenfelül újrahasznosítható, és akár 204 Celsius-fokos hőmérsékleten is megőrzi masszív erejét és rugalmasságát, így alkalmas magas hőmérsékletű alkalmazásokhoz, ezáltal főként a repülőgépiparban, az autóiparban és az építőiparban használható fel.
