Ретельно вивчивши хімічну структуру звичайного побутового пластику, ученим вдалося перетворити його на багаторазовий клей з унікальними й багатообіцяючими властивостями
Новий міцний клей — справа рук вчених з Окріджської національної лабораторії Міністерства енергетики США (ORNL), які використовували полістирол-b-полі(етилен-со-бутилен)-b-полістирол, також відомий як SEBS, як відправна точка. Цей каучукоподібний полімер можна знайти в зубних щітках, ручках для керма та підгузниках, і дослідники змогли наділити його новими потужними можливостями, внісши зміни до його хімічної структури. Це було досягнуто за допомогою процесу, відомого як динамічне зшивання, яке дозволяє з’єднувати зазвичай несумісні матеріали. Вчені використовували цю техніку для з’єднання наночастинок діоксиду кремнію і полімеру за допомогою сполук, званих складними ефірами боронової кислоти, в результаті чого був отриманий новий зшитий композитний матеріал, який вони назвали SiNP. Борні ефіри є ключем до повторного використання клею, оскільки вони дозволяють багаторазово утворювати й розривати пошиті зв’язки.
«Фундаментальним відкриттям стало те, що складні ефіри боронової кислоти на SEBS можуть перебудовувати зв’язки з гідроксильними групами — киснем і воднем — на SiNP, щоб адаптувати властивості для виконання складних завдань», — пояснив провідний автор, доктор медицини Анісур Рахман. «Ми також виявили утворення аналогічного оборотного ефіру боронової кислоти, який зв’язується з різними поверхнями, що мають гідроксильні групи». Зшиті подібним чином зв’язки фактично зміщуються всередині нового матеріалу, що дозволяє йому досить міцно прилипати до поверхонь, так що його квадратний сантиметр може витримати приблизно 130 кілограмів навантаження. Ефективність матеріалу виходить за рамки графіка і перевершує всі наявні в продажу клеї, які вчені тестували в процесі дослідження. За словами команди, поєднання міцності і пластичності робить його одним з найміцніших матеріалів, відомих науці. Клей також придатний для вторинного перероблення і зберігає свої характеристики при температурах до 204 °C, що робить його придатним для застосування в жарких країнах. Вчені припускають, що він знадобиться в аерокосмічній, автомобільній та будівельній галузях, і нині працюють над комерціалізацією та покращенням технології.
