Las ampollas (pequeñas bolsas de aire) o lazos en las tiritas o cintas pueden ser bastante molestos y difíciles de quitar. Y lo que es más, también pueden afectar los materiales utilizados para fabricar electrónica flexible y robótica blanda. Investigadores de la Universidad Tecnológica de Eindhoven y la Universidad de Twente han estudiado cómo despegar la cinta adhesiva enrollada y han desarrollado un nuevo modelo para explicar cuál es la mejor manera de eliminar las vueltas problemáticas. La nueva investigación se publica en Cartas europeas de física.

Imagina una cinta donde los dos lados pegajosos están pegados, lo que da como resultado un bucle. Si intenta quitar el bucle tirando de los dos extremos del bucle, sucede algo sorprendente.

El tamaño del área de contacto entre los lados pegajosos comienza a disminuir, pero el bucle no se desenrolla como cabría esperar. En lugar de, mientras separas los dos lados, el bucle simplemente se encoge de tamaño hasta que alcanza un tamaño pequeño crítico y, finalmente, se desbloquea.

Este comportamiento sorprendente dejó perplejo a Twan Wilting, Doctor. candidato en el grupo de Fluidos y Flujos en el departamento de Física Aplicada en TU / e trabajando con Hanneke Gelderblom, por algun tiempo. "Me encontré con este efecto hace unos años y no pude encontrar una solución en línea. Incluso me comuniqué con YouTubers para obtener una solución, pero fue en vano."

Luego, en 2019, Wilting asistió a un curso impartido por Jacco Snoeijer (Facultad de Ciencia y Tecnología, University of Twente) en la que Snoeijer habló sobre adhesivos y habló sobre los videos de YouTube con los que Wilting estaba demasiado familiarizado. "Twan se acercó a mí con el problema después, y me preguntó si estaría interesado en trabajar con él en eso, "dice Snoeijer." Acordamos colaborar, y las cosas se movieron rápidamente después de eso ".

Desafíos experimentales

Quitar bucles y ampollas tiene implicaciones para algo más que curitas y cinta adhesiva, como señala Jacco Snoeijer. "Cuando se trabaja con materiales para electrónica flexible delgada y robótica blanda, es importante saber qué fuerzas se deben aplicar para eliminar las ampollas o los bucles. De lo contrario, se enfrenta a la perspectiva de dañar permanentemente el material ".

Para estudiar cómo cambian los bucles cuando están sujetos a diferentes fuerzas y velocidades de pelado, los investigadores decidieron estudiar cómo evolucionaron los bucles en diferentes cintas. Pero necesitaban una forma confiable de hacer bucles de cinta rectos en el laboratorio.

"En los bucles de cinta rectos, los dos lados adhesivos de la cinta están perfectamente alineados o paralelos. Si los dos lados no fueran paralelos, el bucle se torcería a medida que disminuía el tamaño, y queríamos evitar cualquier torsión física, "señala Wilting." Como no teníamos dispositivos automáticos, tuvimos que hacer los bucles a mano. No hace falta decir que fue un proceso de prueba y prueba ".

Una vez que se completaron los experimentos de despegado, los investigadores utilizaron las observaciones para construir un nuevo modelo que describe el proceso de contracción del bucle y da una indicación del tamaño crítico del bucle (antes del desenganche final) y la fuerza crítica de pelado.

"El modelo coincide muy bien con las observaciones experimentales. Quizás en el futuro agreguemos más al modelo, particularmente sobre cómo evolucionan los adhesivos durante el desenrollado, "dice Snoeijer.

Una cosa es eliminar bucles en cintas especialmente preparadas, pero es otra cosa eliminar bucles en entornos prácticos. Wilting y los investigadores saben que hay muchas aplicaciones para su modelo en el mundo real:"Las ampollas y los bucles se producen en los recubrimientos de varias capas, electrónica flexible, robótica blanda, incluso durante la producción de grafeno (el material hecho de átomos de carbono en una red en forma de panal que tiene un átomo de carbono de espesor). Esto significa que necesita saber qué sucede durante los procesos de plegado y autoadhesión, y ahí es donde nuestro modelo ciertamente puede ayudar ".

Serendipia y comunicación científica

Finalmente, Hay una gran serendipia sobre este estudio de investigación. Sentado junto a Wilting durante ese curso impartido por Jacco Snoeijer en 2019 estuvo Martin Essink, un doctorado candidato que trabajaba con Snoeijer que animó a Wilting a acercarse a Snoeijer sobre el rompecabezas. Añadido a eso, Snoeijer era el supervisor de Hanneke Gelderblom, Supervisor de Wilting en TU / e. Los cuatro son autores de este nuevo artículo.

Entonces bucles que se forman en cinta adhesiva, electrónica flexible, y los copos de grafeno deberían tener cuidado. Su futuro está a punto de desmoronarse constructivamente.