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壁虎

源于大自然的胶粘剂

趋势

大自然是最先进的实验室,充满了各种具有惊人粘合特性的生物体。

Text Isabel Überhoff
棉花糖

全生物特性

源于荷叶的光合作用: 大自然能创造出各种超凡而新奇的物体,不仅让我们感到惊讶,有时也令我们赞叹不已。 科学家们正努力开发各种模仿这些自然奇迹的物质和产品。 他们在这方面取得巨大的成功,例如根据著名的“荷花效应”而发明出了具有自洁特性的表面。 而当说到“具有多种特性且适用于各类用途的胶粘剂物质”时,大自然也提供了丰富的“研究基金”。 可以说哪里有生命……哪里就有粘接力。

例如说,糖类。糖类是一种化学物质,碳水化合物的其中一个亚组,就细胞层面而言,它是最出色的能量储存物质,对于植物和动物更是至关重要。 但这并非其全部特性: 在特定条件下,糖还可以充当高效的胶粘剂。 每个在吃完棉花糖后会舔自己黏糊糊的小手的孩子都知道这个事实。 糖结晶中的水和氧在遇到液体时会相互分离,而活性氢原子会寻找任何物体再次进行结合

“一切糖基物质都具有无与伦比的粘接力。”
Andreas Westphal,

tesa Analytics

遵循大自然的脚步!

当说到胶粘剂时,动物和植物王国都存在一体化解决方案。 超级胶粘剂和可逆性? 蛞蝓的黏液证明可实现这种设想。 在水下和陆地上均可保持长时间的粘接力? 藤壶和贻贝在数百万年前就成功利用了这种技术。 移动时不留痕迹,既可粘附在光滑表面上,也可附着在粗糙表面上? 在壁虎的整个生命中,它的脚都能做到这一点。 

定制粘接力,可移除,最重要的是可重复使用: 德莎产品,如 tesa Powerstrips® 易拉胶和智能紧固系统,已经能够把这些基础特性结合在一起。 然而,可持续生产和生物降解性等问题的重要性日益突显出来。 “随着纸基包装胶带和无溶剂生产工艺的发展,我们的产品越来越接近大自然的初始状态。 但还存在很大的改进空间”,创新经理 Bastian Brinkmann 在展望这个发展时间相对较短的研发领域时说道。

蛞蝓

1.3

这是一欧分面积大小含有“新月柄杆菌”的黏性多糖物质所能承受的重量。 世界上粘接力最强的胶粘剂。

资料来源: Spiegel

“大自然在以下两个方面堪称典范: 除了提供创新的高性能解决方案,但最重要的是可持续性。”
Bastian Brinkmann,

创新经理

蜘蛛网

人类的美好梦想: 蜘蛛侠

超级英雄、超能力、超强力胶水,我们都怀揣着看似不可能实现的梦想。 而从不同的角度去思考问题: 圆网蜘蛛结的网可抵御暴风和恶劣天气。 无论是紫外线或雨水都无法破坏它的功能性。 这种牢固的“网”是科幻小说主角蜘蛛侠的神秘武器。 但即使是最切合实际的胶粘剂研究,问题仍在于人类如何利用蜘蛛黏性分泌物的超能力。 阿克伦大学(美国)科学家向这个问题迈进了一步:如何在高湿度环境下可靠地粘合: 此类分泌物中的吸湿性成分可吸收水分,避免其破坏网的结构。

生物粘附发展优势研究的另一个例子是汉堡工业大学(德国)和德莎合作开展多年的项目。 该项目主要研究如何将木材成分木质素运用到胶粘剂当中。 这种最常见的自然聚合物可作为石油基应用的替代产品。 相对于化石原材料,木质素来源(如木材或稻草等)均为可种植的再生性原材料,其在燃烧后仅排放自身存储的二氧化碳。

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我们针对天然胶粘剂的生化结构的研究才刚起步,其准确特性、优点以及潜在适用性有待发掘。 先前的研究发现及开发结果表明,这是一个充满前景的开端。 蜗牛黏液在变干后会产生高强的粘接力,可以牢牢附着在物体表面。 一旦黏液被液化,即可轻松破坏此粘接力。 2019 年,宾夕法尼亚州大学(美国)的科学家成功开发出一种具有相似特性的聚合物凝胶。 根据其含水量变化,该凝胶能够从可移除的弹性体变为玻璃般强力硬胶,且此过程可逆。 在进行创新研究过程中,德莎实验室发现了一项激动人心的技术,这项技术的粘合特性与壁虎皮肤类似。 一种移除时不留残胶,并可在各种基板(即使是粗糙肮脏的表面)上重复使用的解决方案即将问世。