| | 27 янвaря 2017 | Нoвoсти нaуки и тexники
Сoздaнo супeрaдгeзивнoe пoкрытиe, кoнтрoлируeмoe при пoмoщи ультрaфиoлeтoвoгo свeтa
Нeмнoгoчислeннaя группa ученых из Кильского университета (Kiel University), Германия, разработала новую суперадгезивную технологию, использующую принципы, реализованные природой в виде поверхности конечностей гекконов. Мы уже достаточно часто рассказывали об успешных и не очень успешных попытках повторения данных принципов, но практически во всех разработанных технологиях для управления адгезионными свойствами материала использовалось тепло или специализированная электроника. Принцип же управления свойствами материала, разработанного немецкими учеными гораздо более прост, для изменения «липкости» требуется всего лишь осветить его ультрафиолетовым светом с соответствующими параметрами.
Новый материал имеет структуру, состоящую из трех различных слоев. Верхним его слоем является поверхность, покрытая микроскопическими структурами, напоминающими гриб с плоской шляпой. Именно этот слой входит в контакт с поверхностью материала, к которой он прилипает, а высокие адгезионные силы возникают в многочисленных местах контакта «шляпок грибов» с поверхностью другого материала. Основания «ножек грибов» стоят на слое полимера под названием полидиметилсилоксан (polydimethylsiloxane), который, в свою очередь, связан со слоем жидких кристаллов азобензола. И последним слоем также является слой из полидиметилсилоксана, который предохраняет жидкие кристаллы от воздействий со стороны окружающей среды.
Кристаллы азобензола обладают чувствительностью к ультрафиолетовому свету, под его воздействием они меняют свою ориентацию и положение друг относительно друга. В отсутствие ультрафиолетового света верхний слой прилипает и надежно прикрепляется к поверхности другого материала за счет сил Ван-дер-Ваальса. Но стоит только осветить этот «пластырь» ультрафиолетовым светом, как кристаллы азобензола начинают двигаться и отрывать «шляпки грибов» от поверхности, что в несколько раз снижает силу «прилипания». Изменение интенсивности ультрафиолетового освещения позволяет регулировать степень прилипания и при более-менее сильном освещении пластырь отделяется от поверхности достаточно легко.
Ученые испытали адгезионные свойства нового материала на объектах из различных материалов, включая стекло и пластик. Сила прилипания пластыря к поверхности достаточно велика для того, чтобы кусок материала относительно небольшой площади был уже в состоянии удерживать вес человека.
Помимо основного преимущества, заключающегося в отсутствии необходимости использования сложных методов управления его адгезионными свойствами, новый материал обладает еще одним положительным качеством — он абсолютно не оставляет никаких следов на поверхности, к которой он был прилеплен ранее. Это, в свою очередь, позволит использовать новый материал не только, как обычную «липучку», но и в «чистых комнатах» промышленных производств, в медицине и в других областях, где требуется чистота и стерильность.
