Sticky business: un adesivo "stick-peel-reuse" basato sulla chimica lock-and-key
I ricercatori hanno inventato un adesivo polimerico riutilizzabile che può essere aderito e rimosso su richiesta
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Se avete mai provato la frustrazione di cercare di riappiccicare un foglietto adesivo usato, capirete la sfida dell'adesione reversibile. Gli adesivi che possono aderire fortemente alle superfici, essere staccati e poi riutilizzati sono molto richiesti per le applicazioni industriali.
Purtroppo, i forti legami formati dagli adesivi convenzionali sono permanenti e non possono essere riutilizzati. Ma ora, in uno studio che sarà pubblicato su Advanced Materials, i ricercatori dell'Università di Osaka riferiscono di aver inventato un nuovo adesivo polimerico che può essere riutilizzato ripetutamente.
Quando due materiali entrano in contatto tra loro, si forma tra loro una regione (chiamata "interfaccia") che contiene molecole di entrambi i materiali. Quando l'interfaccia è ampia, è difficile separare i materiali e si ritiene che essi aderiscano fortemente l'uno all'altro. L'adesione tra i materiali può essere attivata e disattivata introducendo legami reversibili in questa interfaccia.
I legami reversibili sono legami che si rompono e si riformano in condizioni specifiche. La complessazione ospite-ospite è un modo per creare legami reversibili. Un "ospite" è tipicamente una molecola di grandi dimensioni con una cavità in cui può essere inserita una molecola "ospite" più piccola, analogamente a una serratura e a una chiave. La molecola ospite inserita nell'ospite forma un complesso ospite-ospitante.
"Per formare questi complessi, le molecole ospiti e quelle ospitanti devono potersi muovere l'una verso l'altra, ma le molecole dei polimeri sono ingombranti e non possono muoversi facilmente", spiega l'autore principale Kenji Yamaoka. "Pertanto, la formazione di complessi alle interfacce polimero-polimero è inefficiente, rendendo difficile la progettazione di un'adesione reversibile nei sistemi polimerici".
A una temperatura speciale, chiamata temperatura di transizione vetrosa (Tg), i segmenti delle catene polimeriche passano da uno stato di congelamento simile al vetro al movimento libero. Più la temperatura del polimero supera laTg, più i segmenti si muovono facilmente.
Il team di ricerca ha fabbricato due polimeri che possono legarsi reversibilmente tra loro. I ricercatori hanno regolato laTg per aiutare i polimeri a muoversi liberamente l'uno verso l'altro. Poi, per comprendere appieno il meccanismo alla base dell'adesione reversibile, il team ha deflesso i neutroni dall'interfaccia per visualizzare il modo in cui l'adesione e il distacco avvenivano a livello molecolare.
"Abbiamo scoperto che il controllo della temperatura o l'aggiunta/rimozione di sostanze chimiche consente ai complessi di rompersi e riformarsi, con conseguente distacco e riadesione su richiesta", spiega Yoshinori Takashima, autore senior. "I nostri risultati sono entusiasmanti perché sarebbero utili per molti settori".
Il nuovo adesivo può essere scomposto su richiesta e riutilizzato più volte, il che potrebbe migliorare la resa produttiva dei dispositivi di precisione, ridurre i costi e minimizzare gli sprechi. La ricerca del team sarà senza dubbio interessante per i produttori, ma aiuterà anche la riduzione dei rifiuti e il riciclaggio.
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Pubblicazione originale
Kenji Yamaoka, Takuma Wada, Iori Ogasa, Takeru Komyo, Chao Luo, Ryohei Ikura, Masahiro Hino, Masako Yamada, Hideki Seto, Yoshihisa Fujii, Yasutomo Uetsuji, Yoshinori Takashima; "Supramolecular Interface Engineering via Interdiffusion for Reusable and Dismantlable Polymer Adhesion"; Advanced Materials, 2025-10-3
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