Ученые из Университета Мэриленда, США, продемонстрировали новый способ соединения материалов без использования скотча или клея. Метод основан на применении небольшого напряжения, которое позволяет надежно соединять твердые и мягкие материалы. Интересно, что для разъединения материалов достаточно просто изменить полярность напряжения.
Традиционно для соединения различных материалов используются скотч или клей, где клей обеспечивает более прочное и долговременное сцепление за счет электростатических и механических сил. Однако в некоторых случаях необходимо обратимое соединение, которое можно было бы легко разделить без повреждения материалов. Исследователи искали альтернативные методы достижения адгезии, которая была бы временной или обратимой. Один из таких подходов – электроадгезия.
Электроадгезия – это метод, над которым работала группа исследователей под руководством профессора кафедры химического и биомолекулярного инжиниринга Университета Мэриленда Сринивасы Рагхавана. Принцип действия метода достаточно прост: через материалы пропускается электрический ток, который вызывает химическое взаимодействие между ними, в результате чего материалы надежно соединяются.
В ходе экспериментов использовались два графитовых электрода и агарозный гель. При приложении небольшого напряжения в пять вольт гель надежно прилипал к положительно заряженному электроду. Интересно, что при попытке отделить гель от электрода силой, гель разрывался, не отделяясь от электрода. Однако при смене полярности электродов гель легко отделялся и переходил к другому, теперь уже положительно заряженному, электроду.
Исследования показали, что для успешной электроадгезии твердый материал должен проводить электроны, а мягкий содержать солевые ионы. Это открывает новые перспективы использования электроадгезии не только в сухой среде, но и под водой, что может привести к созданию новых технологий в таких областях, как разработка батарей, биогибридных роботов и биомедицинских имплантатов.
Результаты исследования опубликованы в журнале Американского химического общества (ACS).