Nieuw onderzoek toont aan: water kan hechtingskracht op natte oppervlakken versterken

AmsterdamWater wordt vaak gezien als een probleem bij het bijeenhouden van dingen, zoals rijden op natte wegen of het gebruik van tape op vochtige oppervlakken. Maar recente onderzoeken van de Universiteit van Akron en de Universiteit van Pittsburgh hebben aangetoond dat water in sommige gevallen juist kan helpen om dingen beter te laten kleven.

Onderzoek onder leiding van Dr. Ali Dhinojwala heeft aangetoond dat water materialen beter laat hechten wanneer ze uit elkaar getrokken worden, niet bij het eerste contact. Deze ontdekking kan aanzienlijke gevolgen hebben voor veel industrieën.

• Water verstoort aanvankelijk de hechting door moleculaire contact te voorkomen
• Dit gebeurt omdat water vast komt te zitten in de oppervlakteruwheid
• Ondanks dit, maakt water het later moeilijker om oppervlakken van elkaar te scheiden

Onderzoekers dachten vroeger dat water altijd voor minder hechting zorgde omdat het als een barrière op oppervlakken lag. Maar ze ontdekten dat water in kleine ruimtes tussen oppervlakken de hechting juist versterkt bij het scheiden ervan. Dit komt doordat het water extra energie nodig heeft om zich aanvankelijk aan te passen aan het ruwe oppervlak, maar de hechtingskracht toeneemt wanneer de oppervlakken uit elkaar worden getrokken.

Dr. Dhinojwala's team gebruikte zachte materialen en speciaal voorbereide ruwe oppervlakken in hun onderzoek. Ze maakten gebruik van geavanceerde methoden zoals oppervlaktegevoelige spectroscopie om de interactie tussen water, oppervlakte-ruwheid en hechting te begrijpen. Promovendus Nityanshu Kumar voerde onderwaterexperimenten uit die tot belangrijke nieuwe inzichten leidden.

Dit nieuwe inzicht biedt diverse mogelijke toepassingen, vooral op de volgende gebieden:

• Biomedische toepassingen: Betere verbanden en gezondheidssensoren
• Geavanceerde kleefstoffen: Mogelijkheden om hechtingen te vervangen
• Consumentenproducten: Verbeterde prestaties bij natte omstandigheden zoals doucheplakbanden

Lees ook:

Vandaag · 20:17

Onthuld: methaanthiol als krachtige klimaatkoeler van oceanen met wereldwijd effect

Deze nieuwe kleefstoffen kunnen veel verschil maken. Stel je voor: pleisters die goed blijven zitten op natte huid of tapes die effectief zijn in vochtige omstandigheden. Dit kan de manier waarop producten in zulke situaties worden geproduceerd en gebruikt, totaal veranderen.

De bevindingen verwijzen ook naar natuurlijke verschijnselen. Geckos maken bijvoorbeeld gebruik van de ruwheid van hun teenzolen om op natte oppervlakken te klimmen. Dit onderzoek toont aan dat we van de natuur kunnen leren om technologie te verbeteren.

Deskundigen uit verschillende vakgebieden werkten samen aan dit onderzoek. Chemisch bewerkte ruwe oppervlakken werden voorbereid in het Argonne National Laboratory. De Universiteit van Pittsburgh voerde atomaire onderzoeken uit. Simulaties werden gedaan aan de Universiteit van Freiburg.

Deze studie toont hoe water invloed heeft op oppervlakken en daarmee onze kennis over lijmen verandert. Deze bevindingen kunnen helpen bij het ontwikkelen van betere lijmen die effectief blijven, zelfs als ze nat worden.

Dit onderzoek stelt niet alleen huidige ideeën ter discussie, maar biedt ook nieuwe mogelijkheden. Inzicht in hoe materialen reageren bij vochtigheid kan leiden tot verbeteringen in de gezondheidszorg en dagelijkse producten.