Cercetătorii de la Universitatea Purdue au reușit să dezvolte anumite formule de adezivi sustenabili și bazați pe componente bio care stabilesc legături care devin mai puternice în apă sau în condiții umede.
Gudrun Schmidt, profesor asociat la Departamentul de Chimie al Universității Purdue, și o echipă de cercetători au dezvoltat formulele din zein, o proteină găsită în porumb, și acid tannic. Un articol despre cercetarea echipei a fost publicat în jurnalul științific cu recenzare pears ACS Applied Materials & Interfaces și preluat de ScienceDaily.
Formulele adezive ar putea fi dezvoltate ulterior și utilizate în restaurarea recifelor de corali și au aplicații în industria construcțiilor, în cea manufacturieră, medicină, stomatologie, industria alimentară și cosmetică.
Mai puternic în apă
Schmidt și colegii ei au efectuat experimente de adeziune sub apă pe formulările lor, folosind suprafețe diferite și diferite tipuri de apă, inclusiv apă de mare, soluție salină, apă de la robinet și apă deionizată.
„În mod interesant, tipul de apă nu influențează foarte mult performanța, dar tipul de substrat o face„, a spus Schmidt. „Un alt rezultat neașteptat a fost creșterea rezistenței legăturii în timp când este expusă la apă, contrar experimentelor generale cu adezivi tradiționali pe bază de petrol. Adeziunea inițială sub apă a fost mai puternică comparativ cu adeziunea pe suprafața de laborator, sugerând că apa ajută la lipirea adezivului sub apă.”
La suprafața adezivilor s-a format un strat protector când au fost plasați în apă, ceea ce a împiedicat intrarea apei în restul materialului.
„Dar odată ce acest strat protector a fost pus la loc, poate fi rupt pentru a induce o formare mai rapidă a legăturii„, a spus Schmidt.
Experimentele au indicat, de asemenea, o adeziune maximă la aproximativ 30 de grade Celsius, apoi o altă creștere la temperaturi mai ridicate.
Schmidt a spus că procesul de fabricare a formulărilor adezive este unul scurt.
„Putem folosi materiale ieftine, provenite din surse sustenabile, pe bază de plante, pentru a produce galoane de adeziv în câteva ore„, a spus Schmidt. „Adezivii sunt foarte simplu de realizat în laborator sau în aer liber, oriunde pe planetă.”
Cererea de formulări netoxice
Schmidt a spus că și alți cercetători formulează adezivi care imită adezivii utilizați de midii, balene, stridii și viermi de nisip pentru a se lipi de fundul mării și de alte suprafețe umede. Formulările cu cea mai bună performanță sunt, totuși, complet sintetice.
„Nontoxicitatea, materialele provenite din surse sustenabile și impactul minim asupra mediului sunt tot mai cerute. Prin urmare, mai multe grupuri au început să dezvolte sisteme de adezivi noi și să refacă sistemele vechi de adezivi utilizând chimia pe bază de componente bio”, a explicat cercetătorul.
Cererea crescută de materiale netoxice a dus la crearea de adezivi pentru aplicații biomedicale. Adezivii rezultați au proprietăți similare cu cele ale țesuturilor moi. Schmidt a spus că adezivii pe bază de bio au și alte aplicații, de la industria alimentară și până la medicină și stomatologie.
Restaurarea recifelor de corali
Schmidt a spus că o altă aplicație extrem de intrigantă pentru formulările adezive dezvoltate de Purdue este restaurarea recifelor de corali cu brevetul în curs de valabilitate.
„Există mai multe eforturi majore, la nivel mondial, pentru a planta corali tineri pentru a înlocui structurile deja moarte„, a spus Schmidt. „Un obstacol major pentru aceste eforturi este lipsa de adezivi subacvatici potriviți care funcționează bine pentru această aplicație.”
Schmidt și echipa sa de cercetare colaborează cu Fundația pentru Restaurarea Coralilor, trimitând diverse formulări pentru a fi testate.
„Recent, am vizitat Florida Keys pentru a testa câteva formulări în găleți pline cu apă de ocean„, a spus Schmidt. „Este minunat să vedem munca noastră în afara laboratorului de cercetare și în lumea reală și umedă.”
Fundația pentru Restaurarea Coralilor caută în mod constant cea mai eficientă și efectivă metodă de plantare a coralelor pe siturile recifale, a spus Phanor H. Montoya-Maya, managerul programului de restaurare a coralilor la CRF.
„Având alternative diferite înseamnă că diferite specii și habitate pot fi plantate cu rezultate pozitive„, a spus Montoya-Maya. „Colaborările științifice ca aceasta ne permit să testăm și să ajustăm metodele înainte de restaurarea pe scară largă. Rezultatele preliminare de teren sunt foarte încurajatoare, iar noi vom continua să oferim feedback cercetătorilor de la Purdue pentru a asigura că produsul final este constant de succes în mai multe obiective de restaurare.”
Schmidt a dezvăluit formulările adezive Oficiului de Inovare Purdue pentru Comercializarea Tehnologiei, care a depus o cerere de brevet pentru a proteja proprietatea intelectuală.
Citește și: Inovație la Universitatea din Cincinnati: Fiecare casă ar putea fi alimentată cu energie stocată
