Lepidlo, ktoré drží chladne, je silnejšie v teple

Anonim

Lepidlo, ktoré drží chladne, je silnejšie v teple

materiály

Eric Mack

18. novembra 2016

2 obrázky

Uhlíkové nanotrubice sa zrútia, aby prenikli a uchopili povrch (Credit: Case Western Reserve University)

Výskumníci vyvinuli nové suché lepidlo, ktoré nielen spája pri extrémnych teplotách, ale dokonca sa stáva silnejším, keď teplo stúpa. Materiál, ktorý je inšpirovaný géčou, udržuje jeho extrémne chladné miesto a v skutočnosti je extrémne horúci.

Vychádzajúc z predchádzajúceho výskumu, tím inžinierov z Case Western Reserve University a Dayton Air Force Research Laboratory vytvoril obojstrannú pásku z uhlíkových nanotrubičiek, o ktorej tvrdí, že stratí žiadnu trakciu, či už sa aplikuje na studený kvapalný dusík alebo horúce roztavené striebro.

Nanotrubice, ktoré tvoria lepidlo, sú vertikálne vyrovnané a zviazané do uzlov podobných mikroskopickým chĺpkam na géčových nohových podložkách, ktoré mu umožňujú chodiť po stenách. Mnoho iných lepidiel a chápadiel bolo odvodených z rovnakej inšpirácie, ale tento nový vynález má niektoré pozoruhodné vlastnosti.

Väčšina komerčných kaziet, ktoré by ste si mohli kúpiť v obchode, strácajú svoju lepivosť pri zmrazovaní alebo zahrievaní, ale nové lepidlo s uhlíkovými nanotrubkami zostalo rovnako silné až na -320 stupňov Fahrenheita (-196 stupňov Celzia), zdvojnásobilo silu pri 785 stupňoch Fahrenheita (418 stupňov C ) a šesťnásobne zvýšila svoju priľnavosť pri 1891 (1 033 ° C) stupňoch.

Výskumníci použili vysoko výkonný skenovací elektrónový mikroskop na pozorovanie toho, čo dodáva lepidlu svoju nezvyčajnú rastúcu silu. Zistili, že nanorúrky sa zrútia do tkanivových štruktúr, ktoré zväčšujú kontaktnú plochu materiálom, čo zase zvyšuje sily "sticky" van der Waalovej. Zvýšenie teploty môže spôsobiť, že sa povrch lepidla nanáša na hrubšie, čo umožní nanorubkám preniknúť hlbšie do nepravidelností a udržať ich ešte silnejšie.

"Suché lepidlo nestráca priľnavosť, pretože sa ochladzuje, pretože sa povrch nezmení, " vysvetľuje Ming Xu, vedúci výskumný pracovník na Case Engineering School a hosťujúci učiteľ z Huazhong University of Science and Technology. "Ale keď ohrievate povrch, povrch sa stáva hrubší, fyzicky uzamknúť nanotrubice na mieste, čo vedie k silnejšej priľnavosti pri zvyšovaní teploty." "

Odolnosť nového lepidla by ho mohla robiť obzvlášť užitočnou v priestore, kde sa teploty môžu pohybovať o niekoľko stoviek stupňov medzi odtieňom a priamym slnečným žiarením. Tiež vedie teplo a elektrickú energiu, čo prispieva k jej potenciálnemu využitiu.

"Toto lepidlo sa tak môže použiť ako spojovací materiál na zvýšenie výkonu elektroniky pri vysokých teplotách, " povedal profesor Liming Dai, profesor Case Western Reserve. "Pri teplote miestnosti obojstranná uhlíková nanotrubová páska držala silne ako komerčná páska na rôznych drsných povrchoch, vrátane papiera, dreva, plastových fólií a lakovaných stien, ktoré poukazujú na potenciálne použitie ako vodivé lepidlá v domácich spotrebičoch a robotoch na stenu. "

Výskum je zverejnený v poslednom čísle časopisu Nature Communications.

Zdroj: Case Western Reserve University

Uhlíkové nanotrubice sa zrútia, aby prenikli a uchopili povrch (Credit: Case Western Reserve University)

Lepidlo, ktoré je v kontakte s povrchom medi, ako je vidieť na skenovacom elektrónovom mikroskope (Credit: Case Western Reserve University)