Клей – одно из лучших изобретений человечества. Он используется как в производстве техники и различных товаров, так и для решения бытовых задач. Конечно, у клея имеется несколько крупных недостатков, например, недостаточная прочность самого клея и, соответственно, создаваемого с его помощью соединения. Поэтому учёные не прекращают поиски новых клеящих составов. Вероятно, самый прочный из них представили исследователи из Национальной лаборатории Ок-Риджа.

Соединить несоединимое

Благодаря современным клеящим составам можно без особого труда соединить любые поверхности. С их помощью склеивают резину, соединяют между собой деревянные детали, при желании можно даже отремонтировать разбитую чашку, если подобрать правильный клей. Он обладает крайне высокой адгезией (способностью цепляться за различные поверхности), за счёт чего и достигается эффект склеивания, когда состав высыхает и полимеризуется. Тем не менее клей (по крайней мере, обычный) помогает далеко не всегда. Первый случай – гладкие поверхности, на которых не за что зацепиться и образовать прочное соединение. Второй – химически устойчивые поверхности, с ними клей либо неспособен создать устойчивых связей, либо те недостаточно прочные.

Клей, обладающий высокими показателями прочности и адгезии, мог бы принести большую пользу и стать по-настоящему революционным достижением, поскольку в нём нуждаются даже обычные люди, не говоря уже о промышленности. Над созданием такого состава работают сотрудники Национальной лаборатории Ок-Риджа, принадлежащей Министерству энергетики США. Им удалось получить клей с уникальным составом и перспективными свойствами.

Новый полимерный клей

Полученный исследователями полимер может выдерживать 136 кг на каждый квадратный сантиметр склеенной поверхности. По словам исследователей, это едва ли не самый прочный материал на планете. В качестве основы для него они использовали полимер SEBS (Стирол-Этилен-Бутилен-Стирол), широко используемый в промышленности для изготовления зубных щёток, подгузников и многих других товаров. Специалисты долгое время проводили исследования ради досконально знакомства со свойствами и строением полимера, что в итоге и позволило модифицировать давно известный состав, получив материал с совершенно новыми качествами.

Для этого учёные использовали метод, получивший название динамического сшивания. Его используют для соединения совершенно разных материалов, несовместимых между собой. В качестве катализатора процесса они применили сложные эфиры бора, а в качестве основы – наночастицы кремнезема и непосредственно полимер. В результате удалось получить новый композит SiNP, обладающий крайне интересными свойствами. Они позволяют многократно устанавливать и разрывать соединения между молекулами композита и материалом склеиваемых поверхностей. Также благодаря сложным эфирам полимер устанавливает чрезвычайно прочные связи с соединениями водорода и кислорода (гидроксильные группы), поэтому композит прилипает к поверхностям и обладает чрезвычайно большой адгезией.

Как показали проведённые испытания, и сам клей, и создаваемые им соединения имеют высокую прочность. По сути, композит SiNP оказался более прочным, чем любой клей, доступный как коммерческий продукт. Помимо большой нагрузки, новый клей выдерживает нагрев до 400 градусов Цельсия, что делает его просто незаменимым для использования в сложных условиях, например, в аэрокосмической промышленности или в машиностроении. В настоящее время исследователи работают над улучшением качеств созданного ими композита, а также над выводом его на свободный рынок.

Понравилась эта новость? Подпишись на нас в соцсетях!