新型仿生胶水更持久
2023-10-31 3867 唐德刚 澳门日报
在日常生活中浆糊、胶水等是最常用的黏合剂,若没有黏合剂,现代人类生活的大部分,包括手机、汽车、家具、墙壁和送到家门口的包裹,都会散架。然而,这些黏合剂的问题就在于,它们不可长期持续。美国一所高校大学的化学家团队希望用一种完全可持续的新黏合系统来改变这一点。受贝类动物启发,他们开发出一种更坚固、更可持续的新型胶水。
近几十年来,汽车、电子等行业的发展对黏合剂的性能提出了更高的要求,一系列具有耐高温等性能的特种黏合剂相继问世。美国高校教授乔纳森表示,从水肺潜水(即指潜水员自行携带水下呼吸系统所进行的潜水活动)经历到在实验室研究贝类,团队从自然世界中汲取灵感,开发了一种无毒环保的黏合剂,可作为传统有毒、难降解黏合剂的替代品。
乔纳森表示,黏合剂是将两种材料通过介面的粘附和内聚强度连接在一起的物质,对被粘结物的结构不会有显着的变化,并赋予胶结面以足够的强度。当前的黏合剂造成了各种各样的环境问题,几乎所有的黏合剂都是以石油为基础的,无法降解且不可回收。这些黏合剂中的挥发性石油化学物质可能是有毒的,例如建筑材料胶合板,它是由木片和基于甲醛的黏合剂黏合在一起形成的。新房释放出甲醛,会使居民暴露在容易致癌的物质中。此外,被丢弃的黏合剂产品可存在几个世纪,还会产生微塑胶,污染海洋。
研究团队的实验室分析了贻贝和牡蛎等海洋动物,在对一系列不同的生物来源和可持续成分开展实验后,研究团队确定将环氧大豆油作为主要成分。他们将其添加到苹果酸中,接着加入了单宁酸。这三种成分加在一起,就有了类似贻贝将自己附着在岩石上的物质成分,形成了一种廉价、有效、可扩展、实用且完全可持续的黏合剂。
团队表示,新型黏合剂中所有成分都是基于生物的,具有很好的安全性,而且很容易製造,基本上只需要混合和加热这些成分。其他生物基化合物也可与环氧化大豆油一起使用,从而产生一系列新的可持续黏合剂。
为了测试这种黏合剂的性能,研究团队表示,工作人员将木材、塑胶或金属黏合在一起,再使用一种仪器来破坏这种黏合以测量黏合力。经过多轮测试显示,在大多数情况下,新黏合剂表现良好,有时性能甚至超过了强力胶等有毒黏合剂。下一步,将对这款新黏合剂作综合分析评估,后续将推出市场。
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