Ερευνητές από την Κίνα ανέπτυξαν μια νέα υπερκόλλα που μπορεί να δημιουργεί ισχυρούς δεσμούς κάτω από το νερό μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα και να παραμένει σταθερή για χρόνια. Παράλληλα, μπορεί να διαλυθεί και να επαναχρησιμοποιηθεί πολλές φορές χωρίς σημαντική απώλεια της συγκολλητικής της ικανότητας.
Πώς λειτουργεί η νέα κόλλα
Η κόλλα βασίζεται σε ένα υπερμοριακό ιοντικό υγρό, ένα υλικό παρόμοιο με άλας, τα μόρια του οποίου συγκρατούνται μεταξύ τους μέσω προσωρινών και αναστρέψιμων αλληλεπιδράσεων. Οι ερευνητές το ανέμειξαν με διμεθυλοσουλφοξείδιο, γνωστό ως DMSO, και εφάρμοσαν το μείγμα σε κεραμικά, χαλκό, εποξική ρητίνη και πολυαμίδιο κάτω από το νερό.
Όταν το υλικό έρθει σε επαφή με μια βρεγμένη επιφάνεια, οι διαφορές στην επιφανειακή τάση προκαλούν ένα φαινόμενο που ονομάζεται ροή Marangoni. Η κίνηση αυτή απομακρύνει το λεπτό στρώμα νερού που παρεμβάλλεται ανάμεσα στην κόλλα και την επιφάνεια.
Στη συνέχεια, ο διαλύτης διαχέεται προς τα έξω και τα μόρια της κόλλας επανασυναρμολογούνται, δημιουργώντας μέσα σε δευτερόλεπτα ένα ανθεκτικό και υδροαπωθητικό δίκτυο.
Ισχυρός δεσμός και μακροχρόνια αντοχή
Το υλικό, που ονομάστηκε BP16TPB, πέτυχε αντοχή συγκόλλησης 1,1 MPa σε κεραμικό μέσα σε μόλις 10 δευτερόλεπτα. Μετά από πέντε λεπτά, η αντοχή έφτασε τα 1,3 MPa.
Σε δοκιμή μεγάλης διάρκειας, μια ένωση που είχε δημιουργηθεί με την κόλλα κράτησε υποβρυχίως βάρος 2 κιλών για περισσότερα από τρία χρόνια χωρίς να αποτύχει. Ισχυροί δεσμοί σχηματίστηκαν επίσης σε χαλκό, εποξική ρητίνη και πολυαμίδιο, ακόμη και σε όξινο, αλκαλικό και αλμυρό νερό.
Επαναχρησιμοποιείται έως και οκτώ φορές
Ένα από τα σημαντικότερα χαρακτηριστικά της κόλλας είναι η δυνατότητα ανακύκλωσής της. Οι ερευνητές μπορούν να τη διαλύσουν ξανά στο DMSO, επαναφέροντάς τη σε υγρή μορφή, και στη συνέχεια να τη χρησιμοποιήσουν για νέα συγκόλληση.
Η διαδικασία επαναλήφθηκε έως και οκτώ φορές, χωρίς να παρατηρηθεί σημαντική μείωση της απόδοσης.
Πιθανές εφαρμογές στη θάλασσα
Η τεχνολογία δεν είναι ακόμη έτοιμη για εμπορική αξιοποίηση, καθώς η απόδοσή της μειώνεται σημαντικά σε θερμοκρασίες άνω των 70°C.
Εφόσον ξεπεραστούν οι περιορισμοί, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για επισκευές πλοίων και υπεράκτιων εγκαταστάσεων, στεγανοποίηση υποβρύχιων αγωγών και τοποθέτηση περιβαλλοντικών αισθητήρων σε θαλάσσιες κατασκευές.