В течение десятилетий композитные клеи, такие как эпоксидные смолы, играли решающую роль в различных отраслях промышленности благодаря своей прочности и долговечности. Однако это же и создает проблемы для ремонта, переработки и повторной обработки.
Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли представили новый класс композитных материалов, которые столь же прочны, но могут быть разобраны и использованы повторно. Эта инновация решает проблемы традиционных клеев, используя физические переплетения между длинными полимерными цепями, называемые "псевдосвязями", вместо необратимых химических связей.
Ведущий автор Тин Сюй объясняет, что этот подход открывает новый путь к композитам, черпая вдохновение в природе и биологии. Команда разработала нанокомпозит с использованием полистирола и наночастиц кремнезема, создав "волосатые частицы", где полимерные цепи переплетаются и упаковываются вместе, образуя кристаллоподобную структуру. Наноограничение этих полимерных цепей позволяет точно контролировать переплетение и свойства материала. Микроскопические изображения подтвердили механизм псевдосвязи, показывая, как полимерные цепи растягиваются и распутываются под напряжением.
Эта технология может быть адаптирована к различным комбинациям полимеров и наполнителей, что позволяет разрабатывать композиты с индивидуальными функциональными возможностями. Потенциальные области применения включают гибкую электронику, передовые датчики, оптоэлектронные устройства и отрасли, зависящие от неперерабатываемых композитов, что открывает путь к более устойчивому будущему.