Los pelos finos en las plantas de los pies de los geckos permiten que los lagartos trepen superficies verticales con facilidad. Los investigadores de polímeros de UA han descubierto un pegamento sintético (nanotubos de carbono) con casi cuatro veces el poder de adhesión de los pelos de gecko. Ahora los científicos revelan por qué la versión mímica ofrece su notable poder de permanencia.
No mucho después del Dr. Ali Dhinojwala, presidente del Departamento de Ciencia de Polímeros de la Universidad de Akron, desvelado el secreto (bien, pelos pegajosos) detrás de la notable adherencia de los pies de gecko, él y otros investigadores idearon una réplica sintética:nanotubos de carbono. Ahora, cinco años después de ese descubrimiento inicial, La base del éxito de estos nanotubos se publica en el 12 de octubre de 2010, edición de la American Chemical Society Nano letras .
Si bien la historia de los nanotubos es de éxito, no todos los nanotubos de carbono son iguales, tampoco lo es el rendimiento de adhesión individual de cada hebra, según Dhinojwala. Aunque Dhinojwala y el estudiante graduado en ciencias de polímeros de la UA, Liehui Ge, determinaron que estos pelos de carbono de 8 nanómetros de diámetro, cada 2, 000 veces más pequeño que el diámetro de un cabello humano:se adhiere poderosamente al vidrio y sustratos similares, avanzaron en su investigación para saber por qué algunas hebras tienen un agarre más firme que otras.
Controlar la adherencia
Hallazgos de los científicos de la UA, en colaboración con Lijie Ci y Anubha Goyal, investigadores del Departamento de Ingeniería Mecánica y Ciencia de Materiales de la Universidad de Rice; Rachel Shi, Pasante UA Research Experience for Undergraduates (REU); y L. Mahadevan, profesor de matemáticas aplicadas y profesor de biología orgánica y evolutiva en la Universidad de Harvard, revelan que cuanto más blando es el nanotubo, cuanto mayor sea su adherencia.
Usando una combinación de mecánicas, Resistencia eléctrica y microscopía electrónica de barrido (SEM) para estudiar el contacto entre los pelos de un gran número de nanotubos de carbono alineados verticalmente con sustratos de vidrio o silicio. los investigadores encontraron que los nanotubos blandos se abrochan y se curvan cuando se aplica presión, contribuyendo a su fuerza adhesiva.
“Descubrimos que el diámetro de los tubos es un parámetro importante para la adhesión porque tenemos que equilibrar la adhesión y la rigidez a la flexión de los tubos, —Dice Ge. "Además, si aplica una presión alta, los tubos se doblan y combinan y hacen un área de contacto más grande con la superficie, que es la razón de una mayor adherencia ".
El adhesivo seco, a diferencia de las contrapartes de pegamento líquido, promete un uso exitoso en condiciones atmosféricas y de temperatura extremas y en otras aplicaciones que presentan desafíos.
“Los adhesivos gecko basados en nanotubos de carbono abrirán oportunidades para usar estos materiales en robots, escalar paredes verticales, y en realidad podría usarse en el espacio exterior (condición de vacío) porque estos materiales se adhieren sin ningún pegamento líquido, ”Dhinojwala dice.
