Un „ancoraj poros” obținut prin simplă acoperire și uscare lipsește puternic materiale diferite
Cercetătorii au dezvoltat o tehnologie care permite lipirea puternică a unor materiale cu proprietăți diferite folosind un strat poros drept ancoraj, format printr-un proces simplu de acoperire cu soluție și uscare. Metoda ar putea elimina nevoia de a proiecta un adeziv separat pentru fiecare combinație de materiale.
Structurile multimateriale devin tot mai importante pentru vehiculele ușoare, electronica flexibilă și roboții moi, deoarece combină materiale dure, precum metalele, sticla sau ceramica, cu polimeri moi, precum cauciucul și materialele plastice. Însă materialele cu proprietăți diferite se lipesc greu între ele, iar până acum era nevoie de un adeziv compatibil proiectat special pentru fiecare combinație.
O soluție folosită frecvent pentru a crește rezistența îmbinării este rugozarea suprafeței prin zgâriere mecanică sau corodare chimică. Această abordare implică însă un consum mai mare de energie și ridică probleme de mediu, inclusiv o complexitate sporită a fabricației și generarea de reziduuri de procesare.
Porii minusculi acționează ca o ancoră fizică
Noua metodă structurează chiar stratul adeziv. Echipa a folosit un fenomen fizic numit „separare de fază viscoelastică” pentru a forma un strat ancoraj poros, asemănător unei rețele, cu pori de la nanometri la micrometri, prin acoperirea cu o soluție și uscarea acesteia.
Într-un experiment care a folosit un polimer flexibil cu aderență scăzută la sticlă, stratul poros a asigurat o rezistență de lipire de peste 7 megapascali (MPa). Îmbinarea puternică se bazează pe o abordare hibridă: stratul aderă la sticlă prin afinitate chimică și se prinde fizic de polimer, care pătrunde în porii minusculi ai stratului.
Combinații de materiale mai variate și interfețe cu funcții noi
Metoda propusă se îndepărtează de abordarea convențională, în care un adeziv compatibil trebuie dezvoltat separat pentru materialele de pe fiecare parte a îmbinării. Ea are potențialul de a deveni o platformă capabilă să acomodeze o gamă largă de combinații de materiale.
Pentru a extinde și mai mult versatilitatea, echipa urmărește două direcții de dezvoltare a straturilor de ancoraj poroase: conferirea conductivității, pentru a asigura disiparea căldurii și conectivitatea electrică la interfețele lipite, și utilizarea unor materiale foarte rezistente la căldură, capabile să suporte medii dure.
Tehnologia ar putea răspunde nevoilor diverse de lipire din industrie și ar putea spori flexibilitatea de proiectare în procesele de fabricație pentru mobilitatea de generație următoare, dispozitivele purtabile și robotica moale, domenii în care structurile multimateriale vor deveni esențiale.
