Un equipo de investigación coreano afiliado a UNIST ha presentado un nuevo tipo de adhesivo subacuático que es más resistente que los pegamentos biológicos naturales que los mejillones utilizan normalmente para adherirse a las rocas. barcos y criaturas marinas más grandes. Esto ha atraído mucha atención como tecnología para superar los límites de los adhesivos convencionales de base química que pierden adherencia cuando se exponen a la humedad o cuando se reutilizan.

La investigación fue dirigida por el profesor Hoon-Eui Jeong de la Escuela de Ingeniería Mecánica Aeroespacial y Nuclear y su equipo de investigación en UNIST. Los hallazgos de este estudio han sido seleccionados como portada de la edición de diciembre de 2017 de Cartas macro ACS .

La adhesión estable entre superficies en condiciones húmedas tiene muchas aplicaciones prácticas, particularmente en los campos de la bioingeniería y la medicina, donde la mayoría de las superficies están mojadas. Sin embargo, las limitaciones en el complicado tratamiento de superficies y los costosos protocolos restringen el uso extensivo de estos adhesivos de proteínas naturales. Es más, los adhesivos son típicamente permanentes, y por lo tanto tienen limitaciones para su aplicación como adhesivo reversible y reutilizable.

El profesor Jeong resolvió estos problemas utilizando solo las microestructuras de hidrogel simples. En el estudio, el equipo de investigación presentó una respuesta húmeda, reconfigurable de forma, y adhesivo de hidrogel flexible que exhibe una fuerte adhesión en ambientes húmedos basado en un enclavamiento reversible entre matrices de microganchos reconfigurables.

Los microganchos del adhesivo fueron diseñados para exhibir una configuración estructural única con cabezas sobresalientes. La adhesión entre las matrices de microganchos entrelazados se mejora en gran medida en condiciones húmedas debido a la reconfiguración de la forma activada por la hidratación de las microestructuras de hidrogel. Es más, este cambio de forma sensible al agua es reversible, y la microestructura puede recuperar su forma y tamaño originales al eliminar el agua por secado.

"Estos adhesivos toman la forma de películas delgadas y flexibles con bioinspirados, micropilares en forma de hongo distribuidos uniformemente sobre la superficie de la microestructura, "dice Hyun-Ha Park en el programa de doctorado de Ingeniería Mecánica, el primer autor del estudio. "Cuando las matrices entrelazadas se exponen al agua, una notable expansión de volumen de una transformación de forma correspondiente de los microganchos de hidrogel se produjo por el hinchamiento del hidrogel, resultando en un aumento significativo de la adhesión en húmedo tanto en la dirección de cizallamiento como en la dirección normal ".

El equipo de investigación señala, "A diferencia de otros sistemas de encuadernación en húmedo, el mecanismo de enclavamiento actual no implica ningún tratamiento superficial complicado o restos químicos, permitiendo así una ruta simple pero eficiente para una adhesión en húmedo fuerte y reversible de una manera rentable ".

"La superficie de los adhesivos químicos convencionales se ablanda o se disuelve cuando se expone a la humedad o al agua, que puede conducir a una disminución significativa en la fuerza de la unión adhesiva o pérdida de adherencia con el tiempo, "dice el profesor Jeong." A diferencia de otros sistemas de encuadernación húmeda, el mecanismo de enclavamiento actual no implica ningún tratamiento superficial complicado o restos químicos, permitiendo así una ruta simple pero eficiente para una adhesión en húmedo fuerte y reversible de una manera rentable ".

"Este adhesivo entrelazado de hidrogel reversible y sensible a la humedad puede servir como un adhesivo húmedo robusto y versátil para una amplia gama de aplicaciones que requieren una adhesión estable y fuerte en diversas condiciones de humedad, "Agrega el profesor Jeong.