I segreti della natura rendono il nuovo materiale adesivo

Secondo gli autori, i loro risultati contrassegnano la prima volta che due polari di fronte alle strategie di adesione in natura sono stati fusi in un adesivo rovesciabile artificiale. “Il nostro lavoro rappresenta una prova del principio che può essere fatto,„ ha detto Phillip Messersmith, il D.D.S., Ph.D., uno scienziato all'Università Northwestern in Evanston, Illinois e l'autore maggiore sulla carta. “Moltissima ricerca ancora deve essere effettuata per raffinare il processo di montaggio e notevolmente per ridurre il relativo costo. Non c'è motivo di credere che questi miglioramenti non possano essere realizzati, ma sta andando richiedere tempo.„

Il Dott. Messersmith ha detto che l'ispirazione per il geckel nanoadhesive è venuto circa due anni fa quando ha notato un articolo sulla forza adesiva di singoli capelli dal piede del gecko. Poichè i ventilatori della lucertola lungamente si sono meravigliati, i geckos arrampicano le pareti ed altre superfici asciutte e ripide non producendo la a colla-come la sostanza ma con un adattamento naturale dei capelli che coprono le suole dei loro piedi.

Approssimativo un decimo di spessore dei capelli umani, ogni capelli del gecko spacca i periodi multipli all'estremità. Queste doppie punte contengono le strutture cup-like denominate spatulae che aumentano notevolmente l'area dei capelli. Considerando che i capelli umani toccano appena una volta una superficie, il gecko stabilisce i contatti multipli con aspirazione-come gli spatulae. Con approssimativamente i milione capelli mezzi su ogni piede, scienziati valutano un gecko hanno miliardo spatulae sul lavoro mentre scampers su una parete.

Messersmith ha saputo che i ricercatori hanno tentato affinchè parecchi anni producessero gli adesivi sintetici basati sulla strategia di aderenza del gecko. Che cosa ha interferito il suo occhio in questo articolo è gecko che l'adesione non funziona bene in acqua. Messersmith, che studia l'adesione subacquea dei mitili, ha avuto un'idea. Che cosa se ogni polimero gecko-ispirato sintetico, denominato una colonna, sia ricoperto di proteina adesiva artificiale ispirata dal mitilo " mentre Messersmith mused, nessuno lo aveva provato mai e, se riuscito, questo metodo ibrido potrebbe generare un nuovo e senso potenzialmente superiore nella progettazione dei materiali adesivi provvisori.

Come segnalato in natura, l'idea del Messersmith è risultato essere corretta. Lui ed i suoi colleghi hanno progettato un piccolo allineamento del nanopolymer che ha imitato i modelli spaziali naturali dei capelli sul piede di un gecko. Allora hanno ricoperto la loro creazione di strato sottile di un residuo sintetico. Questo residuo insolito imita l'azione rovesciabile di legame di una proteina adesiva del mitilo che il gruppo del Messersmith ha studiato per il passato parecchi anni.

Nei loro esperimenti iniziali, che sono stati condotti dal dottorando Haeshin Lee, hanno trovato che la forza adesiva bagnata di ogni colonna ha aumentato quasi 15 volte una volta ricoperta di mitilo mimetic ed applicato all'ossido di titanio, all'oro e ad altre superfici. La forza adesiva asciutta delle colonne inoltre è migliorato una volta ricoperta di residuo.

“Che realmente non era così sorprendente a noi,„ ha detto Lee, l'autore importante sullo studio. “L'adesivo mitilo-ispirato è estremamente versatile in quanto può legare reversibilmente alle superfici inorganiche nelle circostanze secche ed umide.„

Poichè Lee celebre, la transenna seguente di ricerca era se il loro geckel ibrido nanoadhesive continuerebbe ad attaccare alle superfici dopo i contatti multipli. Ciò è stata una sfida importante con altra adesivi gecko-basati. Attaccano tipicamente bene inizialmente ma perdono la loro capacità di aderire dopo alcuni cicli del contatto con una trave a mensola tipless.

Per mezzo della trave a mensola e ripetutamente toccandola giù, Lee ha sviluppato una macchina fotografica per prevedere il processo giù alle diverse colonne. Ha trovato che l'ibrido del geckel ha effettuato 85 per cento della relativa aderenza nelle circostanze bagnate dopo che 1.100 contatti con la punta. Nelle condizioni asciutte, il livello di aderenza era 98 per cento.

“Questo non è abbastanza un funzionamento di casa, ma è in qualche luogo fra un doppio e un triplo,„ ha detto Lee, che ha inventato sui suoi proprie una disposizione testamentaria speciale di formazione immagine per visualizzare le diverse colonne durante gli esperimenti.

Messersmith ha detto che mentre i risultati estremamente stanno promettendo, il suo gruppo ancora deve affrontare parecchi problemi pratici prima che potesse regolare in su la relativa ricerca. “In qualunque momento quel fabbricate un allineamento delle colonne nano di questo tipo sopra le ampie aree, dovete avere molto un modo efficace di farlo senza perdere l'efficacia del metodo,„ ha detto Messersmith. “Inoltre dovremo ridurre i costi di montaggio per rendere il geckel commercialmente possibile.„

Ma Messersmith ha detto che prevede le grandi possibilità per geckel. “I sussidi di fascia già aderiscono bene, tranne se andate nuotare, prendono un acquazzone, o in qualche modo lo espongono a molta acqua,„ ha detto Messersmith. “Così penso che la cosa più importante con questo adesivo sia il valore aggiunto dell'immersione di resistenza in acqua.„

“Dovrei aggiungere che la componente essenziale del polimero adesivo bagnato sulle colonne contiene un prodotto chimico che abbiamo scoperto l'anno scorso aderiamo bene alle superfici mucose, come quelli all'interno della nostra bocca,„ lui abbiamo notato. “Può essere possibile sviluppare le zone in avvenire che possono essere applicate sulla parte interna della guancica coprire il tessuto nocivo.„

L'istituto nazionale della ricerca dentale e Craniofacial è il finanziatore principale della nazione della ricerca su salute orale, dentale e craniofacial.

Gli istituti della sanità nazionali (NIH) - l'agenzia di ricerca medica della nazione - comprende 27 istituti e centri ed è una componente del reparto degli Stati Uniti dei servizi sanitari e sociali. È l'ente federale primario per la conduzione e la ricerca medica di base, clinica e di traduzione di sostegno e studia le cause, i trattamenti e le cure per sia le malattie comuni che rare. Per più informazioni su NIH e sui relativi programmi, chiamata www.nih.gov.