تقلید از مارمولک در ساخت چسب

چنین سیستم‌ زیستی در این مخلوقات، نه تنها سبب اتصال به سطوح عمودی می‌شوند، بلکه جدا شدن از سطوح را نیز در هر نقطه دلخواهی امکان‌پذیر می‌کند. مارمولک‌ها دارای پاهای پنج انگشتی هستندکه در موهای زبر و کوچکی قرار گرفته‌اند، و انتهایشان به قاشقک‌هایی تقسیم می‌شوند که در نتیجه نیروهای واندروالس سطوح متصل می‌شوند، این موها جهت اعمال نیروهای واندروالس به سطحی که با آن تماس پیدا کرده‌اند، می‌توانند تغییر شکل پیدا کنند.
Dhinajwals و همکارانش این ساختار را با رسوب‌دهی نانولوله‌های‌کربنی چند دیواره با روش رسوب‌دهی شیمیایی بخار بر روی بستر سیلیکونی یا کواتزی، شبیه‌سازی کردند. این نانولوله‌ها قطری برابر 20-10 نانومتر و طولی حدود 65 میکرومتر دارند. آنها ابتدا نانولوله‌های منظم عمودی را با پلیمر PMMA پوشاندند، سپس 25 میکرومتر بالایی لوله‌ها را با اچ‌کردن، از پلیمر کردند،‌. این نانولوله‌ها به علت فرآیند خشک کردن حلال پس از اچ‌کردن، تمایل دارند، مجموعه‌های به هم پیچیده‌ای با قطری در حدود 50 نانومتر تشکیل دهند.
آزمایش این لوله‌ها با میکروسکوپ پروب پیمایشگر، رفتار چسبندگی آنها را آشکار می‌کند. منحنی‌های نیرو- فاصله، نیروهای دفعی ضعیفی را هنگام نزدیک شدن پروب میکروسکوپ به نانولوله‌ها و چسبندگی زیاد آنها را زمانی که پروب منقبض می‌شود، نشان می‌دهند. این تیم حداقل نیرو در واحد سطح یعنی 106±0.5×10-2(nN/nm2) را محاسبه کردند. این مقدار بسیار بزرگتر از عددی است که این تیم برای نیروی چسبندگی یک موی زبر پای مارمولک تخمین زدند
(10-4 nN/nm2). Dhinojwala گفت: چسب‌های قوی داریم که می‌توانند نیروهای بزرگی را تحمل کنند و همچنین چسب‌های ضعیفی همانند برچسب‌ها داریم که قادرند بارها مورد استفاده قرار گیرند، اما آنقدر قوی نیستند که نیروهای بزرگ را تحمل کنند. این موضوع چالشی برای طراحی چسب‌های قوی جهت تحمل نیروهای بزرگ که در عین حال قابلیت لازم برای جداکردن آسان خودشان را از سطح داشته باشند، ایجاد خواهد کرد.
در حال حاضر این تیم تمایل دارند آزمایش‌های خود را، روی سطوح بزرگتر انجام دهند و سعی می‌کنند با استفاده از پلیمرهای الاستومری به جای پلیمرهای شیشه‌ای، چسبندگی ساختارها را به بیشترین حالت ممکن برسانند.
نتایج کار این محققان در Chemical Communication به چاپ رسیده است. 

/ 0 نظر / 10 بازدید