Chất kết dính
bền bỉ mới là công trình của các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak
Ridge của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (ORNL), sử dụng polystyrene-b-poly
(ethylene-co-butylene) -b-polystyrene, hay còn gọi là SEBS, làm điểm khởi đầu.
Vật liệu polyme cao su này được sử dụng trong bàn chải đánh răng, bọc vô lăng
và tã giấy và các nhà nghiên cứu đã có thể trang bị cho nó những khả năng mới mạnh
mẽ bằng cách tiến hành điều chỉnh cấu trúc hóa học của nó.
Khả năng này
có được thông qua một quá trình được gọi là liên kết chéo động, cho phép tạo cầu
nối giữa các vật liệu thường không tương thích. Các nhà khoa học đã sử dụng kỹ
thuật này để ghép nối các hạt nano silica và polyme với sự hỗ trợ của các hợp
chất được gọi là boronic este, tạo ra một vật liệu tổng hợp liên kết chéo mới
mà họ gọi là SiNP. Các este boronic là chìa khóa cho khả năng tái sử dụng của
chất kết dính vì chúng cho phép các liên kết chéo được hình thành và phá vỡ lặp
đi lặp lại.
“Một khám phá
cơ bản là các este boronic trên SEBS có thể sắp xếp lại các liên kết với các
nhóm hydroxyl - ôxy và hyđrô - trên SiNP để thích ứng với các đặc tính cho các
công việc đòi hỏi cao. chúng tôi cũng phát hiện ra công thức của các liên kết boronic este thuận nghịch tương tự với
nhiều loại bề mặt có nhóm hydroxyl”, tác giả chính Md Anisur Rahman cho biết.
Các liên kết
chéo này thực sự dịch chuyển bên trong vật liệu mới, cho phép nó dính chặt vào
các bề mặt đủ mạnh để một cm2 vật liệu có thể giữ được vật nặng khoảng 136 kg.
Các nhà nghiên cứu cũng đã tiến hành các thử nghiệm độ bền mà ở đó họ đã có gắng
tách vật liệu ra bằng lực và nhận thấy hiệu suất vượt trội của vật liệu và vượt
qua tất cả các chất kết dính có sẵn trên thị trường mà họ đã thử nghiệm trong
nghiên cứu. Theo các nhà khoa học, sự kết hợp giữa độ bền và độ dẻo khiến nó trở
thành một trong những vật liệu dai nhất từng được báo cáo.
Nhà khoa học
ORNL và đồng tác giả Tomonori Saito cho biết: “Các chất kết dính cứng và dai rất
khó thiết kế vì chúng cần kết hợp các tính năng cứng và mềm vốn không tương
thích với nhau. Thách thức là tăng thêm độ dẻo dai mà bạn có được trong các vật
liệu dẻo mà không phải hy sinh độ cứng. Cách tiếp cận của chúng tôi sử dụng các
liên kết hóa học động để phát triển một chất kết dính mới với các đặc tính đáng
chú ý chưa từng thấy trong các vật liệu hiện tại”.
Chất kết dính
cũng có thể tái chế và duy trì hiệu suất ở nhiệt độ lên đến 204 °C, khiến nó
thích hợp cho các ứng dụng nhiệt độ cao. Các nhà khoa học tưởng tượng rằng nó
được sử dụng trong hàng không vũ trụ, ô tô và xây dựng và hiện đang tìm cách để
thương mại hóa và cải tiến công nghệ.
LH (New Atlas)