Физика

Повсеместно встречающиеся в аптеках первой помощи, лейкопластыри легко воспринимать как нечто само собой разумеющееся. Но не все пластыри одинаковы, и найти идеальный вариант непросто: слишком липкий, и пластырь будет больно отрывать, недостаточно липкий, и он может отслоиться до того, как рана заживет. Теперь Майкл Бартлетт из Технологического института Вирджинии в Блэксбурге и его коллеги, возможно, решили загадку с повязками [1]. Используя существующую клейкую ленту, команда показывает, что аккуратно расположенные U-образные надрезы на ленте могут как прочно, так и слабо прикрепить ленту к поверхности, при этом кажущаяся прочность зависит от того, за какой конец ленты пользователь тянет, когда хочет удалить. это.

Большинство современных клейких лент либо прочно приклеены к поверхности, и поэтому их трудно удалить, либо слабо приклеены и их легко оторвать. Исследователи хотели бы создать ленту, которая прочно приклеивается и ее можно легко удалить. Такая лента могла бы позволить без разрывов снимать пластыри с рук малышей, а также безопасно упаковывать транспортировочные коробки, которые можно легко открыть. Но объединить оба качества в одном материале оказалось непросто.

Для демонстрации Бартлетт и его коллеги вырезали шаблоны из доступных клеев, включая упаковочную ленту и перчатки, которые обеспечивают дополнительное сцепление с поверхностью. Исследователи сосредоточили свои тесты на разрезах, которые содержали линии связанных элементов в форме буквы U, причем ширина и высота Us составляли от нескольких см до мм. Узоры были вырезаны на ленте с помощью лазерного резака.

Команда обнаружила, что адгезия ленты сильно зависит от совпадения направления натяжения с направлением движения США. Самая сильная адгезия была обнаружена, когда ленту поднимали с того конца, из-за которого язычки отслаивались в направлении, противоположном тому, в котором ленту тянули (Видео 1). В этом сценарии язычки ведут себя так же, как если бы кто-то надавил на пятки, чтобы не сдвинуться с места, что увеличило силу сцепления ленты в 60 раз. Напротив, когда направление вытягивания совпадало с направлением поднятия язычка, разделение было легким, а адгезия соответствовала таковой у готовых версий ленты (Видео 1).

Исследователи также проверили способность своей ленты выдерживать большие нагрузки с помощью тестов, которые включали многократное падение стандартного цементного кирпича на коробку, заклеенную лентой, и использование ленты для подвешивания объекта на стену. Они обнаружили, что коробки, заклеенные упаковочной лентой с U-образным рисунком, выдержали более пяти ударов от упавшего кирпича по сравнению с двумя ударами упаковочной ленты без рисунка. Специально разработанная лента также прикрепляла рамку для картины к стене на более длительное время: семь дней для клея с рисунком (после чего исследователи удалили изображение) против 20 минут для готовой версии.

Бартлетт отмечает, что им удалось настроить верхнюю прочность клея, изменив высоту и ширину Us, а также расположение Us относительно друг друга и концов ленты. «Это открывает некоторые интересные возможности для легко настраиваемых клейких пленок», — говорит он. Михал Будзик, ученый-материаловед из Орхусского университета в Дании, согласен. Возможность легко адаптировать клейкие свойства ленты, не меняя ее химический состав, «несомненно, будет иметь большое значение», говорит он. «Этот явный сдвиг в исследованиях клеев открывает новые возможности. Я считаю это весьма перспективным».

Теперь, когда Бартлетт говорит, что он и его коллеги показали, что их техника резки работает для адаптации адгезии лент и перчаток, Бартлетт говорит, что команда планирует применить ее к другим системам. К ним относятся роботизированные захваты и медицинские устройства, такие как мониторы глюкозы длительного ношения. «Есть много возможностей», — говорит он.

–Сара Уэллс

Сара Уэллс — независимый научный журналист из Бостона.

Модельную систему плавающих дисков можно настроить для выполнения различных действий, управляя взаимодействием между дисками. Читать далее "

Моделирование показывает, что топология «клубков» биополимеров определяет, насколько биологические клетки сопротивляются деформации. Читать далее "