Sains & Teknologi

Para ilmuwan Menemukan Lem Super Reversibel yang Terinspirasi oleh Lendir Siput

Durasi Baca: 3 menit

Siput mengeluarkan lendir yang bersifat seperti lem super yang memungkinkan mereka menempel pada permukaan kasar seperti batu.

Terinspirasi oleh aspek biologi siput ini, para ilmuwan di University of Pennsylvania, Lehigh University dan Institut Sains dan Teknologi Korea telah menciptakan bahan mirip lem super yang “secara intrinsik dapat dibalik (reversible).” Dengan kata lain, itu dapat dengan mudah menjadi unglued.

Desain PHEMA hidrogel superglues. ( A ) Ilustrasi epifhragma siput, di mana lendir yang mengering memudahkan ikatannya dengan permukaan yang kasar. ( B ) Struktur kimia PHEMA. ( C ) Ilustrasi keunggulan utama perekat hidrogel PHEMA dalam mengatasi tantangan yang ditimbulkan oleh perekat cair dan kering. ( D ) Ilustrasi tantangan dalam membuat kontak konformal antara perekat padat yang memiliki modulus tinggi dan permukaan target kasar. ( E) Usulan mekanisme adhesi seperti epifhragma dengan gel PHEMA, di mana kesesuaian bentuk dalam keadaan basah diikuti dengan saling mengunci pada pengeringan memudahkan adhesi. Konfigurasi hidrogel yang cacat dapat dipertahankan setelah pengeringan dan pelepasan paksa (ditunjukkan oleh panah biru). Setelah rehidrasi, pad perekat hidrogel basah kembali ke konfigurasi semula yang tidak terdeformasi dan dapat dengan mudah terlepas dari substrat target (ditunjukkan oleh panah merah). Sumber: Prosiding National Academy of Sciences

Perekat ada di mana-mana, dalam kehidupan sehari-hari dan dalam  aplikasi industri . Mencapai adhesi yang kuat dan reversibilitas (atau kemampuan untuk membalik adhesi) adalah hal yang menantang. Menurut Anand Jagota, profesor dan ketua pendiri Departemen Bioteknologi Universitas Lehigh, ini terutama berlaku untuk hidrogel yang 90% air.

Baca juga:  Kerang Menginspirasi Teknologi Baru Pemurnian Air dan Pembersihan Tumpahan Minyak

Dia mengatakan bahwa perekat biasanya tergolong ke dalam salah satu dari dua kelas: kuat tetapi tidak dapat diubah, seperti superglues, atau reversibel, dapat digunakan kembali tetapi tidak kuat.

( A ) Skema desain pola silang sebagai jalur kontinu untuk memfasilitasi difusi air yang cepat di dalam bantalan. ( Inset ) Memindai gambar mikroskop elektron dari pola-silang dalam pad PHEMA. ( B ) Gambar mikroskop optik menunjukkan pelepasan gel PHEMA terpaku dari target gelas setelah rehidrasi. Garis putus-putus merah menunjukkan garis kontak yang surut. ( C ) Ilustrasi hidrogel superglue mesh diapit di antara dua membran AAO nanopori. Lubang jernih (diameter 500-m) di jala PHEMA menjaga jalur berpori tetap terbuka bahkan setelah menempel. ( D dan E) Gambar mikroskop elektron pemindaian cross-sectional dari membran AAO dengan nanopori yang tidak diblok (berdiameter 200 nm) di daerah yang bersentuhan dengan PHEMA mesh pad ( D ) dan dengan superglue cair infiltrasi (Gorilla Super Glue) setelah curing ( E ). Sumber: Prosiding National Academy of Sciences

Tim telah berhasil mengatasi keterbatasan ini. Mereka telah melaporkan temuan mereka dalam sebuah makalah yang diterbitkan di Prosiding National Academy of Sciences yang berjudul “Superglu yang secara intrinsik reversibel melalui adaptasi bentuk yang terinspirasi oleh siput epiphragma. “

“Kami menemukan perekat berbasis hidrogel, reversibel, seperti superglue dengan menggabungkan manfaat perekat cair dan kering dalam satu bahan,” kata Jagota.

Baca juga:  Studi Baru Memetakan Bagaimana Arus Laut Menghubungkan Perikanan Dunia

Tim menemukan bahwa ketika terhidrasi, gel melunak yang mereka ciptakan secara adaptif beradaptasi dengan permukaan target dengan deformasi berenergi rendah, yang kemudian dikunci setelah dikeringkan dengan cara yang mirip dengan aksi epifhragma siput. Epifhragma adalah struktur sementara yang diciptakan oleh siput dan moluska. Terbuat dari lendir kering yang disimpan dalam kelembaban selama periode tidak aktif dan memungkinkan siput menempel pada permukaan, seperti batu.

Uji beban skala manusia menunjukkan laki-laki manusia dewasa dengan berat ∼ 87 kg bergantung pada dua film perekat 2 cm2 dalam konfigurasi lap ganda. Sumber: Prosiding National Academy of Sciences

Para ilmuwan menunjukkan bahwa adhesi super-kuat reversibel dapat dicapai dari bahan non-terstruktur ketika kriteria adaptasi bentuk terpenuhi, dengan energi regangan sisa minimal disimpan dalam sistem. Menurut para peneliti, bahan baru ini dapat diaplikasikan pada permukaan permukaan datar dan kasar.

    Leave a Reply