p Já tentou pintar em cima de silicone? Depois de algumas horas, a tinta vai descascar. Irritante. O silicone é um polímero chamado de baixa energia superficial, bem conhecido a partir de formas de cozimento flexíveis:Um material sintético que tem uma adesão ou "pegajosidade" extremamente baixa. O teflon também não é pegajoso e é conhecido nas frigideiras. Pesquisadores da Universidade de Kiel (Alemanha) desenvolveram agora a primeira tecnologia capaz de unir esses dois materiais "não uníveis". A tecnologia aplica linkers de cristal em nanoescala passivos como grampos internos. Os nano grampos abrem soluções para um grande número de desafios técnicos, por exemplo, em engenharia médica. p O trabalho realizado no Centro de Pesquisa Colaborativa 677 "Function by Switching", financiado pela DFG, foi publicado hoje na revista científica Materiais avançados .

p "Se os nano grampos fizerem com que até mesmo polímeros extremos como Teflon e silicone grudem uns nos outros, eles podem juntar todos os tipos de outros materiais plásticos ", diz o professor Rainer Adelung. Adelung está liderando o grupo funcional de nanomateriais no Institute of Materials Science em Kiel e liderando o projeto de pesquisa do lado da ciência de materiais. A nova tecnologia de união de materiais sem modificações químicas pode ser utilizada, de acordo com Adelung, em uma variedade de aplicações da vida cotidiana e de alta tecnologia. A técnica é fácil de usar e não requer equipamentos ou materiais caros.

p Os ligantes são cristais em escala micro e nano feitos de óxido de zinco. Eles têm a forma de tetrápodes, onde quatro pernas se projetam do ponto de origem. Os tetrápodes em grande escala são conhecidos por sua capacidade de se interligar e formar laços fortes, por exemplo, na proteção costeira.

p Durante o processo de adesão, os cristais de óxido de zinco são borrifados uniformemente sobre uma camada aquecida de Teflon. Então, uma camada de silicone é derramada por cima. Para unir os materiais com firmeza, eles são então aquecidos a 100 ° Celsius por menos de uma hora. "É como grampear dois materiais não pegajosos por dentro com os cristais:quando eles são aquecidos, os nano tetrápodes entre as camadas de polímero perfuram os materiais, afundar neles, e fique ancorado ", explica Xin Jin, o primeiro autor da publicação, que atualmente está trabalhando em sua tese de doutorado. Seu colega e supervisor, Dr. Yogendra Kumar Mishra, explica o princípio adesivo:"Se você tentar puxar um tetrápode em um braço de uma camada de polímero, a forma do tetrápode simplesmente fará com que três braços se afundem mais e se segurem com mais firmeza. "

p Em negócios de alta tecnologia, como engenharia médica, há uma forte demanda por maneiras inovadoras de fazer polímeros, particularmente silicone, aderir a outros materiais, por exemplo, para desenvolver mais máscaras de respiração, implantes ou sensores. As aplicações médicas requerem materiais que são absolutamente não prejudiciais, isto é, biocompatível. Muitos métodos de união envolvem reações químicas, que podem alterar as propriedades dos polímeros e podem causar efeitos prejudiciais ou mesmo tóxicos nos organismos. O grampeamento do tetrápode, pelo contrário, é um processo puramente mecânico. Portanto, a equipe de Kiel presume que seja biocompatível.

p Com os grampos do tetrápode, os cientistas alcançaram uma viscosidade - a chamada força de casca - de 200 Newtons por metro, o que é semelhante a retirar a fita adesiva do vidro. "A viscosidade que alcançamos com os nano tetrápodes é notável, porque, pelo que pudemos verificar, ninguém nunca fez silicone e teflon grudarem um no outro ", diz o co-autor Lars Heepe, Aluno de doutorado do Instituto Zoológico da Universidade de Kiel, que mediu com precisão a adesão e descreveu a aparência do material grampeado na escala microscópica. "Medir a adesão quantitativamente não é tão fácil quanto parece, experimentos precisos devem ser realizados a fim de provar a função dos ligadores e descartar todos os erros ", diz o professor Stanislav Gorb, liderando o grupo de Morfologia Funcional e Biomecânica.