Инженеры создали клей, который застывает за секунды, держит годы и твердеет в воде

Ученые разработали революционный клей, который застывает за 10 секунд, держит годы и становится твердым в воде. Это так называемая супрамолекулярная ионная жидкость, функционирующая за счет самосборки, опосредованной обменом растворителей, сообщает Science Alert.

Первая часть названия – это отсылка к супрамолекулярной химии, которая также известна как «химия за пределами молекулы». Она работает с многими молекулами, которые объединяются в сложные структуры. Вторая часть означает, что воздействие воды на этот клей заставляет его перестраивать свои атомы, связывая при этом подводные поверхности.

Исследователи объединили гибкие и жесткие молекулярные компоненты в супрамолекулярную ионную жидкость, обозначенную как BP16TPB. Затем они смешали ее с сильным сольватирующим растворителем диметилсульфоксидом (ДМСО). То есть, ДМСО благоприятно растворяет BP16TPB и расщепляет некоторые из ее молекул на подвижные заряженные частицы.

В присутствии воды эти расщепленные частицы реорганизуются, образуя стабильную новую структуру. Это происходит благодаря образованию водородных связей между вновь соединяющимися частицами, а также еще одного типа связей с названием: π-π-укладка. Кроме того, используется эффект Марангони, который определяет, как различные жидкости реагируют на изменения поверхностного натяжения.

Новый клей вытесняет слой воды, который образуется на подводных поверхностях и обычно служит барьером для адгезии. Исследователи протестировали свой клей на различных поверхностях материалов, погруженных в воду, включая керамику, эпоксидные смолы и пластик. Он оказался прочным и быстротвердеющим, демонстрируя прочность сцепления в 1,1 миллиона паскалей всего за 10 секунд подводного отверждения, «значительно превосходя показатели традиционных подводных клеев».

Кроме того, клей оказался долговечным. Он выдерживает нагрузку в два килограмма на протяжении трех лет непрерывного подводного погружения.

«Эта долговременная оценка статической нагрузки служит убедительным доказательством концепции, подчеркивая устойчивость материала к деградации под воздействием воды на границе раздела фаз и структурной ползучести в течение нескольких лет», — заявили ученые.

Кроме того, клей можно использовать повторно до восьми циклов.

Напомним, ученые из Пекинского университета разработали новую пуленепробиваемую ткань, которая по прочности в три раза превышает кевлар и может полностью остановить пулю, имея толщину всего 1,8 миллиметра. Материал создан путем сочетания арамидных волокон с углеродными нанотрубками, которые удерживают полимерные цепи в выровненном состоянии, предотвращая их смещение при ударе.