Снятие пластыря скоро может стать намного менее болезненным.
Исследователи из Гарвардской школы инженерии и прикладных наук имени Джона А. Полсона (SEAS) и Сианьского университета Цзяотун в Китае разработали новый тип клея, который может прочно склеивать влажные материалы, такие как гидрогель и живые ткани. - и легко отделяться при определенной частоте света.
Клеи можно использовать для прикрепления и безболезненного отсоединения раневых повязок, устройств для трансдермальной доставки лекарств и носимой робототехники.
Статья опубликована в Advanced Materials.
«Сильная адгезия обычно требует ковалентных связей, физических взаимодействий или их комбинации», - сказал Ян Гао, первый автор статьи и исследователь Сианьского университета Цзяотун. «Сцепление за счет ковалентных связей трудно удалить, а сцепление посредством физического взаимодействия обычно требует растворителей, которые могут отнимать много времени и наносить вред окружающей среде. Наш метод использования света для запуска отслоения является неинвазивным и безболезненным».
Клей использует водный раствор полимерных цепей, распределенных между двумя нелипкими материалами - как варенье между двумя ломтиками хлеба. Сами по себе два материала плохо сцепляются друг с другом, но полимерные цепи действуют как молекулярный шов, сшивая два материала вместе, образуя сеть с двумя ранее существовавшими сетями полимеров. Этот процесс известен как топологическая запутанность.
Под воздействием ультрафиолетового света сеть стежков растворяется, разделяя два материала.
Исследователи под руководством Чжигана Суо, профессора механики и материалов Университета SEAS Аллена Э. и Мэрилин М. Пакетт, проверили адгезию и отслоение ряда материалов, склеивая гидрогели; гидрогели и органические ткани; эластомеры; гидрогели и эластомеры; а также гидрогели и неорганические твердые вещества.
«Наша стратегия работает с целым рядом материалов и может обеспечить широкое применение», - сказал Канглинг Ву, соавтор и исследователь Сианьского университета Цзяотун в Китае.
В то время как исследователи сосредоточились на использовании УФ-излучения для запуска отслоения, их работа предполагает возможность того, что сшивающий полимер может отделяться под действием ближнего инфракрасного света, что может быть применено к ряду новых медицинских процедур.
«В природе влажные материалы не склонны слипаться друг с другом, - говорит Суо. «Мы нашли общий подход к решению этой проблемы. Наши молекулярные нити могут прочно склеивать влажные материалы. Кроме того, сильная адгезия может быть сделана постоянной, временной или съемной по запросу в ответ на сигнал. Итак, как мы видим, природа полна лазеек, которые ждут, чтобы их зашили."