211service.com
Līme ar ieslēgšanas un izslēgšanas slēdzi
Apvienotās Karalistes Šefīldas universitātes pētnieki ir izgatavojuši līmi, ko var ieslēgt un izslēgt ar ārēju slēdzi. Slēdzis ir līmi apņemošā šķīduma skābums: divu dažādu veidu polimēri līmē piesaista viens otru, pamatojoties uz šķīduma skābumu. Atkārtoti padarot šķīdumu mazāk vai vairāk skābu, Marks Geoghegans un viņa kolēģi var mainīt līmes lipīgumu, liekot divām virsmām savienoties un pēc tam atdalīties līdz piecām reizēm.
Izslēgšanas līme: Jauna līmjava ir izgatavota no diviem dažādiem polimēriem — viens otu un otrs no ūdens bāzes gēla —, kas savstarpēji savienojas atkarībā no šķīduma skābuma, kas tos ieskauj. Pārslēdzot skābumu, pētnieki var salīmēt divas virsmas un piecas reizes atdalīt tās. Sarkanais bloks attēla augšdaļā apzīmē slodzi, ko zinātnieki izmanto, lai pārbaudītu līmes izturību.
Zinātnieki izstrādā vairākas dažādas atkārtoti lietojamas līmes, piemēram, lentes, kas atdarina gekonu pēdas, un gliemeņu līmes. (Skatiet Kāpšanas sienas ar oglekļa nanocaurulēm un nanolīmes nūjām zem ūdens.) Tie ir kā līmlente: tām ir nepieciešams spiediens, lai tās pielīp pie virsmas, un pēc tam ir nepieciešams spēks, lai tās novilktu. Ir bijuši arī centieni izstrādāt atkārtoti lietojamas līmvielas, kuru lipīgumu var ieslēgt un izslēgt ar siltumu vai elektrību, saka Manojs Čodhurijs , Lehigh universitātes ķīmiskās inženierijas profesors, kurš nebija iesaistīts pašreizējā pētījumā.
Jaunais darbs, kas publicēts tiešsaistē pagājušajā nedēļā lietišķā ķīmija , parāda, ka skābumu – šķidruma pH līmeni – var izmantot, lai mainītu materiāla lipīgumu. Es domāju, ka mēģinājums kontrolēt adhēziju, izmantojot pH, ir lieliska ideja, saka Chaudhury.
Jaunā līmjava sastāv no divām dažādām daļām. Viens ir 20 nanometrus biezs sārmaina polimēra slānis uz silīcija substrāta. Otrs ir skābs hidrogēls, ūdenī izkaisītu polimēru ķēžu tīkls. Pētnieki pievieno sārmu polimēru ķēžu galus pie silīcija substrāta tā, lai polimēri izlīstu no virsmas kā sari uz otas, saka Geoghegans.
Kad izkārtojumu ievieto viegli skābā šķīdumā, pretēji lādētais polimērs un hidrogēls piesaista viens otru un veido ciešu ūdeņraža saiti. Kad pētnieki palielina šķīduma skābumu līdz pH 1 — aptuveni akumulatora skābes diapazonam, sārmains polimērs zaudē savu lādiņu, un ūdeņraža saites pārtrūkst. Pēc tam pētnieki var atdalīt abas virsmas.
Līme var izrādīties noderīga medicīniskiem nolūkiem, piemēram, brūču pārsiešanai, saka Konstantīns Kretons , polimēru adhēzijas eksperts Rūpnieciskās fizikas un ķīmijas augstākās izglītības iestādē Parīzē. Viņš saka, ka jūs varētu uzklāt ar līmi uz brūces, līdz tā ir sadzijusi; tad, ieliekot pirkstu šķīdumā ar pareizo pH līmeni, [līme] atdalās. Tomēr Creton brīdina, ka medicīniskai lietošanai pētniekiem būtu jāizstrādā līdzīga sistēma, kas darbojas ar mazāk skābu pH.
Saskaņā ar Geoghegan teikto, līmes sistēmu varētu izmantot arī zāļu piegādei, iekļaujot to kopā ar zālēm tabletē. Tā kā kuņģim un zarnām ir atšķirīgs skābuma līmenis, pētnieki varētu izveidot sistēmu, lai atbrīvotu narkotiku kravu abos orgānos, viņš saka.
Lai pārbaudītu līmes izturību, Geoghegan un viņa kolēģi uzlika divus dažādus spēkus uz gēla, lai saspiestu virsmas. Pie lielākas slodzes virsmas ciešāk pielīp kopā, un atdalīšanai nepieciešams ilgāks laiks — trīs dienas, pretstatā septiņām stundām ar mazāku slodzi. Geoghegan spekulē, ka iemesls, kāpēc adhēzija ir spēcīgāka pie lielākas slodzes, varētu būt Velcro efekts, kurā polimēru birste iekļūst hidrogēlā. Pētnieki tagad cenšas noskaidrot, vai suka un želeja patiešām darbojas kā Velcro.
Pat dažas stundas, kas nepieciešamas virsmu atdalīšanai, ir pārāk ilgas praktiskai lietošanai, saka Kretons. Lai izmantotu brūču pārsiešanai vai citos gadījumos, adhēzijai vajadzētu ātrāk izslēgties.