Клеит даже под водой. Ученые создали новый более мощный нетоксичный клей

Ученым из Университета Тафтса, США, удалось создать мощный нетоксичный клей, который работает так же хорошо под водой, как и в сухих условиях, и более прочен, чем большинство синтетических клеев, представленных сейчас на рынке, сообщает Phys

"Созданная нами смесь не только лучше работает под водой, чем большинство доступных сегодня клеев, но и достигает такой прочности с гораздо меньшим количеством материала", — сказал Фьоренцо Оменетто, профессор Университета Тафтса, директор компании Tufts Silklab, где был создан клей. "Поскольку он изготовлен из биологических материалов, а его химический состав является безвредным, он также может иметь преимущества в производстве".

Специалисты Silklab сосредоточилась на нескольких ключевых элементах, которые можно воспроизвести в водных клеях. Мидии выделяют длинные липкие нити, называемые биссусом. Эти выделения образуют полимеры, которые внедряются в поверхности и химически соединяются для усиления связи. Белковые полимеры, которые были взяты у тутовых шелкопрядов, состоят из длинных цепочек аминокислот, включая дигидроксифенилаланин, аминокислоту, несущую катехин, которая может соединятся с другими материалами. Мидии добавляют еще один особый ингредиент — железо, которые усиливают склеивающую силу биссуса. Моллюски выделяют прочный клей, состоящий из белков, которые превращаются в полимеры, закрепляющиеся на поверхностях.

Вдохновленная всеми этими способами молекулярного соединения, команда Оменетто принялась за их воспроизведение. Белок-фиброин шелка имеет много общих характеристик соединения с белками клея мидий.

Исследователи добавили полидофамин, случайный полимер дофамина, который представляет собой соединяюшие катехолы по всей длине. Наконец, сила склеивания значительно повышается за счет отверждения клея хлоридом железа, который обеспечивает связь между катехолами, как это происходит в природных клеях у мидий.

"Комбинация фиброина шелка, полидофамина и железа объединяет те же характеристики, которые делают клей ракушек и мидий таким прочным", — говорит Марко Ло Прести, научный сотрудник в лаборатории Фьоренцо Оменетто. "В итоге мы получили клей, который даже под микроскопом выглядит как его естественный аналог".

Получение правильной смеси фиброина шелка, полидофамина и кислотных условий отверждения ионами железа было критически важно для того, чтобы клей схватывался и работал под водой, достигая прочности 2,4 МПа при сопротивлении поперечным силам. Это лучшие показатели, чем у большинства существующих клеев, и лишь немного хуже, чем у самого прочного подводного клея при 2,8 МПа. Тем не менее, этот клей имеет дополнительное преимущество в том, что он нетоксичен, состоит из полностью натуральных материалов и требует всего 1-2 мг на квадратный дюйм для достижения такого склеивания, а это всего несколько капель, говорят ученые.