Если вы поклонник декоративно-прикладного искусства, вы, вероятно, знакомы с грязной, липкой и вызывающей разочарование природой жидких клеев. Но исследователи, сообщающие в Применяемые материалы и интерфейсы ACS теперь у вас есть совершенно новый способ сваривать мягкие материалы вместе вообще без использования клея. Они продемонстрировали универсальную технику "электроадгезии", которая позволяет приклеивать мягкие материалы друг к другу, просто пропуская через них электричество.
Существует клей практически для любой ситуации, будь то пластик, ткань, дерево или что-то еще. Но все становится немного сложнее, когда материалы мягкие и податливые, например ткани или искусственно созданные органы. Стратегии, включающие 3D-печать, позволяют полностью избежать склеивания, сплавляя воедино всю структуру - например, орган - сразу. Но это может быть медленным и трудоемким процессом и требовать современного технического оснащения. Другой альтернативой может быть электроадгезия, при которой электрическое поле используется для удержания противоположно заряженных материалов вместе, образуя соединения между компонентами материалов. Это может включать химические связи, такие как ионные связи, или более физические соединения, такие как соединение полимерных цепей воедино. Кроме того, он работает всего лишь от бытовой батарейки и карандашного грифеля. Ранее Шриниваса Рагхаван и его коллеги показали, что электроадгезия может обратимо удерживать гель на ткани без необходимости наложения швов. Но теперь они хотели посмотреть, может ли этот метод сработать для любых двух материалов, учитывая, что у них противоположные заряды, чтобы точно и обратимо удерживать их вместе.
Чтобы исследовать это явление, команда испытала гель в дополнение к трем типам капсул, изготовленных из альгината или хитозана - обоих природных полимеров, - которые были заряжены либо положительно, либо отрицательно. При присоединении к графитовым электродам и воздействии электрического поля напряжением 10 В в течение примерно 10 секунд противоположно заряженные материалы слипались. Эта связь была достаточно прочной, чтобы противостоять гравитации, и данные предыдущих экспериментов свидетельствуют о том, что она могла длиться годами. Однако, обратив поток электричества вспять, связь была легко разорвана. Команда собирала цепочки и даже 3D-кубы из отдельных сферических капсул. Исследователи также использовали электроадгезию для сортировки капсул по их зарядам, либо нанося заряженный гель поверх нескольких капсул, либо прикасаясь к ним кончиком пальца "робота", который приклеивал капсулы к самим себе. Исследователи говорят, что эта работа демонстрирует универсальность электроадгезии и однажды может быть использована в робототехнике и тканевой инженерии.
Видео: https://youtu.be/QMSWC1Egn1A
Комментарии