NTU開發可重複使用之強力接著劑,30克可支撐60公斤

 

刊登日期:2024/6/24
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新加坡南洋理工大學(NTU)利用形狀記憶聚合物開發了一項可重複利用之智慧接著劑,接著力是壁虎足部的10倍,可以支撐極重的重量。利用此項技術將可望開發出能讓人類輕鬆攀爬牆壁的握爪,或是可在天花板行動的機器人。

新開發的接著劑採用了E44環氧樹脂的形狀記憶聚合物。E44環氧樹脂在室溫下為如同玻璃般的硬質塑膠,但加熱後會變成柔軟橡膠般的狀態。透過加熱並將其固定於微細的凹凸或縫隙,冷卻後呈現玻璃狀,從而產生極強的接著力。再次加熱後能回復至橡膠狀態,拉開即可簡單地剝離接著表面。

南洋理工大學發現,當E44聚合物排列成毛髮狀的原纖維排列(細原纖維的螺旋排列)時,其接著效果最為有效,且原纖維半徑為0.5~3 mm時,在維持其結構的同時表現出最高的接著強度。

此外,在實驗中,一根橫斷面積為19.6mm2的原纖維可以支撐1.56 kg的重量。若增加原纖維的數量,將能支撐更大的重量,因此若在手掌大小的空間內排列37根原纖維,則可支撐60kg,相當於一個成年人的重量,而37根原纖維的重量僅30g。另以吹風機等將接著劑加熱至60°C,聚合物在1分鐘以內即變形並失去接著力。

聚合物狀態變化的轉換溫度可以透過調整聚合物的組成比例予以控制。因此可望在炎熱氣候等惡劣環境下使用,並且透過將溫度降低至體溫左右,藉此大幅擴大應用範圍。現階段由於加熱、冷卻時間較長與轉換溫度等原因,實際應用仍有所限制,但今後加熱、冷卻所需的時間可望減少到數秒。此外,除了溫度之外,轉換刺激亦可變更為光或電流。今後研究團隊將進一步推動縮短接著所需冷卻時間等研究。


資料來源: https://engineer.fabcross.jp/archeive/240520_strong-yet-reusable-adhesive.html
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