چسب هوشمندی که قابلیت استفاده در زیر آب را دارد

به گزارش ایسنا و به نقل از ساینس‌دیلی، مهندسان پزشکی "دانشگاه فناوری میشیگان" (MTU) با کمک کمی فشار الکتریکی، نخستین نمونه از یک چسب هوشمند را ابداع کرده‌اند که برای استفاده زیر آب مناسب است و می‌تواند طی هفت ثانیه، قابلیت چسبندگی خود را از دست بدهد.

فعال و غیرفعال شدن قابلیت چسبندگی، نکته‌ای است که موجب می‌شود یک چسب، هوشمند باشد. قابلیت چسبندگی، در هوای آزاد با این قابلیت در زیر آب، کاملا متفاوت است. ترکیبات موسوم به "کاتکول‌" (Catechol)، ترکیباتی مصنوعی هستند که از پروتئین‌های خیس اما چسبنده تقلید می‌کنند. این پروتئین‌ها، توسط صدف‌ها ترشح می‌شوند و می‌توانند به تولید چسب‌های هوشمندی کمک کنند که قابلیت چسبندگی در آب را دارند. شاید این فناوری بتواند به تولید چسب زیرآبی، پانسمان زخم و اتصالات پروتز کمک کند و یا حتی در ساخت قسمت‌هایی از خودرو و زیرساخت‌های دیگر به کار رود.

پژوهشگران در این پروژه نشان داده‌اند که چگونه می‌توان از چسب‌های هوشمند زیرآبی استفاده کرد. آنها با کمک جریان الکتریسیته، روشی ابداع کردند که می‌تواند چسبندگی ماده حاوی کاتکول‌ را غیرفعال کند.

"بروس لی" (Bruce Lee)، استادیار مهندسی پزشکی دانشگاه فناوری میشیگان و از پژوهشگران این پروژه گفت: بسیاری از افراد، از کاتکول‌ برای تقلید از صدف‌ها و پروتئین‌های چسبنده آنها استفاده می‌کنند اما به کار بردن الکتریسیته برای غیرفعال کردن آنها، روش جدیدی است. این روش نشان می‌دهد که خودکارسازی قابلیت چسبندگی چسب‌های زیرآبی، به سادگی امکان‌پذیر خواهد بود.

شاید روزی، چسب‌های کاتکول‌ بتوانند به اتصال تجهیزات به زیردریایی‌ها کمک کنند اما آزمایش نمونه‌های ابتدایی، به معنی ابداع این فناوری جدید نیست. لی و همکارانش باید بتوانند متغیرهای گوناگونی را در فضای کوچک آزمایشگاه کنترل کنند. اگرچه این کار در کلام، ساده به نظر می‌رسد اما راه‌اندازی جریان الکتریکی در یک ماده و بررسی میزان چسبندگی آن، دشوار است.

پژوهشگران، مجموعه‌ای را ابداع کردند که یک گوی از جنس تیتانیوم و یک الکترود سیم پلاتین را به کار می‌گیرد تا تحریک الکتریکی را روی چسبی که در تماس با گوی قرار دارد، انجام دهد. این روش، امکان کنترل ساده‌تر ولتاژی را که به واسطه سیم منتقل می‌شود، فراهم می‌کند. میزان زمانی که برای راه‌اندازی جریان الکتریکی به کار می‌رود، موضوع بسیار مهمی است. اگر ولتاژ به کار رفته به قدر کافی قوی باشد، چسب تنها در هفت ثانیه غیرفعال خواهد شد.

لی افزود: نوآوری این فناوری، به کار بردن الکتریسیته و صرف زمان کوتاهی برای از دست دادن قابلیت چسبندگی است. غیرعادی‌ترین موضوعی که در این آزمایش مشاهده کردیم، تغییر رنگ بود. در این آزمایش، چسب ابتدا سفید رنگ است و هنگامی که الکتریسیته روی آن اعمال می‌شود و آن را غیرفعال می‌کند، به رنگ قرمز درمی‌آید.

گام بعدی پژوهشگران این است که تلاش کنند تا چسب قرمزرنگ را به رنگ سفید بازگردانند. مشخصه این چسب هوشمند، نه تنها غیرفعال شدن چسبندگی آن، بلکه بازگرداندن آن به ویژگی‌های ابتدایی است.

این پژوهش، در مجله "Journal of the American Chemical Society" به چاپ رسید.