Inspirándose en los pelos microscópicos de las patas de los gecos, científicos de Corea del Sur han desarrollado un polímero con memoria de forma que actúa como un pegamento seco.

Los materiales inspirados en la naturaleza tienen una larga historia. El año pasado, los investigadores desarrollaron un pegamento submarino inspirado en los percebes. Ahora, los científicos han recurrido a los geckos, específicamente a sus pies, en busca de inspiración para nuevos adhesivos secos basados ​​en polímeros con memoria de forma. Los polímeros con memoria de forma (SMP) son polímeros que pueden volver a su forma o forma original cuando se exponen a estímulos externos, ya sea luz, temperatura o presión.

La parte inferior de las patas de los gecos tiene estructuras microscópicas parecidas a pelos conocidas como «setas», cuya forma les permite caminar y permanecer sobre superficies planas y verticales, incluidos los techos. Sin embargo, las setas no son «pegajosas», sino que utilizan las fuerzas de van der Waals, lo que permite a los geckos separar sus patas de las superficies tan fácilmente como pueden pisarlas. Esto también se debe al crecimiento direccional de estas setas, lo que dota a sus pies de una adherencia intercambiable.

Investigadores de la Universidad Nacional de Kyungpook, Corea del Sur, querían usar esto en la producción de su adhesivo seco basado en SMP. publicación en Comunicación rápida macromolecular, Moon Kyu Kwak y su equipo han desarrollado un adhesivo seco intercambiable basado en SMP que tiene una gran adaptabilidad superficial y capacidades de cambio de adhesión.

El pie del gecko consta de numerosas setas de longitud variable (30 a 130 µm) y un diámetro de 5 a 10 µm. Al final del cabello, una estructura similar a una espátula con una longitud de 2 a 5 µm y un diámetro de 100 a 200 nm se ramifica de un tallo. Esta es la clave de su alta adherencia, pero a pesar de esto, el gecko puede, debido a la rápida alternancia entre el apego y el desprendimiento, que tiene lugar en unos pocos milisegundos, escalan paredes a gran velocidad.

La «espátula» se adhiere para adherirse a una superficie donde su ángulo se reduce por debajo de un punto crítico de 30°, creando interacciones de van der Waals con la superficie. Para desprenderse de la superficie, el ángulo aumenta más allá del punto crítico. Este principio facilita la rápida locomoción del gecko al caminar sobre diferentes superficies y le otorga un movimiento que desafía la gravedad.

Kwak y su equipo aplicaron hábilmente este principio a su adhesivo basado en SMP y demostraron con éxito una alta adhesión liberable a varias superficies porque la superficie SMP puede recuperar su forma original (resaltada en la figura a continuación).

Inspirado en las patas de los gecos, el pegamento seco puede adaptar su forma a la superficie deseada (i) y se prueba en diferentes materiales (iii).

Los investigadores también probaron su adhesivo con otro adhesivo a base de polidimetilsiloxano (PDMS) y descubrieron que su adhesivo seco intercambiable demostró capacidades superiores. El adhesivo seco PDMS no logró levantar muestras de metal, nanorrejilla, vidrio y madera, a diferencia del adhesivo inspirado en las patas de gecko de los investigadores, que levantó con éxito los cuatro. También se probó la durabilidad y mostró propiedades adhesivas sostenidas después de 500 pruebas.

Los autores esperan que este adhesivo seco pueda encontrar aplicación en las tecnologías de visualización digital. A medida que el vidrio utilizado en semiconductores o pantallas se vuelve más delgado, existe una demanda creciente de un sistema versátil de «seleccionar y colocar» para fabricar las pantallas. Quizás tales tecnologías puedan adoptarse en un futuro cercano y se deban a los pies de un gecko y a Kwak y su equipo.

Referencia: Sung Ho Lee et al., “Adhesivo seco de superficie adaptable y controlable con polímero con memoria de formaComunicación Rápida Macromolecular (2022) DOI: 10.1002/marc.202200012

Crédito de la foto: Sujeeth Potla en Unsplash

DEJA UNA RESPUESTA

Por favor ingrese su comentario!
Por favor ingrese su nombre aquí