Но, инженерите постојано размислуваат за лепилата и се соочуваат со голем проблем: лепилата не функционираат добро под вода, што ги отежнува обидите за одржување на океанската инфраструктура, како што се цевководите.
Иако многу од предметите што ги поседуваме се споени со лепак, ретко размислуваме за модерните лепила – сè додека не се одлепи ѓонот од чевелот или не се скрши нешто.
Тоа е така бидејќи молекулите на водата ги обвиваат површините, создавајќи бариера што одбива. Тие, исто така, ги нагризуваат и ги одмиваат лепилата.
Во нова студија објавена во списанието Nature Communications истражувачите развија исклучително силно лепило за под вода, кое може повторно да се користи и да функционира врз основа на принцип што звучи како научна фантастика.
Станува збор за таканаречена супрамолекуларна јонска течност, која функционира преку процес на самоорганизирање поттикнат од размена на растворувачи.
Супрамолекуларната хемија е позната и како „хемија надвор од молекулата“ бидејќи се занимава со поврзување на многубројни молекули во сложени структури. Изложувањето на ова лепило на вода предизвикува прераспоредување на неговите атоми, при што се создава врска меѓу површините под вода.
Истражувачите комбинираа флексибилни и цврсти молекуларни компоненти во супрамолекуларна јонска течност означена како BP16TPB.
Потоа, ја измешаа со силен растворувач – диметил сулфоксид (DMSO); тоа значи дека DMSO ефикасно го раствора BP16TPB и ги раздвојува некои од неговите молекули на подвижни, наелектризирани честички.
Во присуство на вода овие раздвоени честички се реорганизираат и се вклопуваат во нова, стабилна структура.
Овој процес функционира бидејќи честичките што повторно се спојуваат формираат водородни врски, како и друг вид врска: „π-π редење“ (π-π stacking).
Исто така, се искористува и ефектот на Марангони, кој го одредува начинот на кој различните течности реагираат на промените во површинскиот напон. Токму тој е одговорен за појавата позната како „солзи од вино“.
Новиот лепак поседува изразени хидрофобни својства, со кои го отстранува слојот вода што се формира на потопените површини и кој вообичаено делува како пречка за лепење.
Синергиската комбинација на хидрофобноста и нековалентните врски во супрамолекуларната структура, наводно, „ја поттикнува трансформацијата на лице место (in-situ) од течен прекурсор во густа мрежа отпорна на вода“, со што супстанцијата пред стврднувањето преминува од нестабилна и разлеана состојба во цврста и стабилна.
Истражувачите го тестираа лепакот на различни површини од материјали потопени во вода, вклучувајќи керамика, епоксидни смоли и пластика.
Тој се покажа како цврст и брзостврднувачки, постигнувајќи јачина на лепење од 1,1 милион паскали по само 10 секунди стврднување под вода, што „значително ја надминува јачината на традиционалните лепаци за употреба под вода“.
Покрај тоа, лепакот е долготраен: издржал товар од 2 килограми (4,4 фунти) во текот на повеќе од 3 години непрекинато потопување во вода.
„Оваа проценка на долгорочно статичко оптоварување служи како дефинитивна потврда на концептот, истакнувајќи ја отпорноста на материјалот на деградација предизвикана од вода на местото на спојување, како и на структурно деформирање (ползење) во текот на повеќегодишен период“, истакнуваат истражувачите.
Исто така, лепакот може да се користи повеќекратно, до одредена граница. Тестовите за одлепување и повторно лепење под вода покажаа дека тој може подеднакво сигурно да ги задржи своите својства за лепење во текот на 8 циклуси.
Функционира и во различни електролитни раствори, без разлика дали се кисели, алкални или солени. Сепак, чувствителен е на температури повисоки од 70 степени Целзиусови (158 степени Фаренхајтови).
Истражувањето е објавено во списанието Nature Communications.
(Science Alert)
(фото: Pick Pik)
