El adhesivo se despega por orden
La oxidación desencadena la despegadura del adhesivo inspirado en los mejillones
Los modernos dispositivos microelectrónicos integrados suelen ser poco reparables y difíciles de reciclar. Los adhesivos despegables desempeñan un papel clave en la transición a una economía circular con recursos sostenibles, menos residuos y estrategias inteligentes de reparación y reciclaje. Un equipo de investigadores ha presentado en la revista Angewandte Chemie un método para fabricar adhesivos que pueden desactivarse "a voluntad".
© Wiley-VCH
Para ello se han inspirado en los maestros de la adhesión submarina: los mejillones. Ya se habían desarrollado adhesivos inspirados en los mejillones. Estas nuevas versiones se basan en la poliadición tiol-cateol, que forma polímeros con conectividades adhesivas tiol-cateol (TCC, anillos aromáticos de seis miembros sustituidos por tiol con dos grupos OH vecinos, responsables de las fuertes propiedades adhesivas). El truco está en que cuando los grupos catecol de los polímeros adhesivos se oxidan a quinonas (anillos de seis miembros con dos átomos de oxígeno unidos por dobles enlaces), la fuerza de adhesión disminuye drásticamente.
Cambiar el marco básico de los monómeros permite controlar las propiedades de los polímeros. Kannan Balasubramanian, Hans Börner y su equipo de la Universidad Humboldt de Berlín, el Instituto Leibniz de Ciencias Analíticas (ISAS, Berlín, Alemania), la Universidad Nacional de General San Martín (Buenos Aires, Argentina), el Instituto Fraunhofer de Investigación Aplicada de Polímeros (Potsdam-Golm, Alemania) y la empresa Henkel (Düsseldorf, Alemania) han producido dos tipos diferentes de adhesivos TCC con una gran fuerza de adhesión y resistencia al cizallamiento.
Se compararon los precursores peptídicos biobasados del biscatexol DiDOPA, que se encuentra de forma similar en los mejillones, con su análogo de origen fósil. Ambos adhesivos funcionan también bajo el agua y son insensibles al oxígeno atmosférico y a agentes oxidantes débiles. Sin embargo, pierden su pegajosidad por oxidación con el periodato sódico (NaIO4), que es muy oxidante, de modo que los restos de adhesivo pueden despegarse o limpiarse fácilmente del sustrato en una sola pieza.
Mientras que la oxidación del adhesivo fósil inactiva los catecoles, pero al mismo tiempo hace que el adhesivo sea más hidrófobo, el tipo de base biológica muestra la desactivación sin volverse dramáticamente más hidrófobo debido a una variedad de otras funcionalidades peptídicas. Börner explica: "La multifuncionalidad es típica de los biomateriales, en los que a menudo sólo se desactivan las funcionalidades clave y no cambia mucho más en el material. Esta circunstancia permite un mecanismo de desadhesión mucho más eficaz, que reduce la fuerza adhesiva del tipo de base biológica en un 99%". La razón de la menor desactivación (60%) del adhesivo de base fósil radica en la compensación, ya que los polímeros hidrófobos también son muy buenos adhesivos.
A más largo plazo, el consorcio está trabajando en la sustitución de la oxidación química por la oxidación electroquímica directa, que podría ser interesante para la reparación de teléfonos móviles, por ejemplo.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Tilmann J. Neubert, Keven Walter, Carolin Schröter, Victoria Guglielmotti, Karsten Hinrichs, Stefan Reinicke, Andreas Taden, Kannan Balasubramanian, Hans G. Börner; "Redox‐Triggered Debonding of Mussel‐Inspired Pressure Sensitive Adhesives: Improving Efficiency Through Functional Design"; Angewandte Chemie International Edition, 2024-9-17
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