Клеїть навіть під водою. Учені створили новий більш потужний нетоксичний клей

Ученим з Університету Тафтса, США, вдалося створити потужний нетоксичний клей, який працює так само добре під водою, як і в сухих умовах, і більш міцний, ніж більшість синтетичних клеїв, представлених наразі на ринку, повідомляє Phys

"Створена нами суміш не тільки краще працює під водою, ніж більшість доступних сьогодні клеїв, а й досягає такої міцності з набагато меншою кількістю матеріалу", — сказав Фйоренцо Оменетто, професор Університету Тафтса, директор компанії Tufts Silklab, де був створений клей. "Оскільки він виготовлений з біологічних матеріалів, а його хімічний склад є нешкідливим, він також може мати переваги у виробництві".

Фахівці Silklab зосередилася на декількох ключових елементах, які можна відтворити у водних клеях. Мідії виділяють довгі липкі нитки, названі бісусом. Ці виділення утворюють полімери, які впроваджуються в поверхні і хімічно з'єднуються для посилення зв'язку. Білкові полімери, які були взяті в тутових шовкопрядів, складаються з довгих ланцюжків амінокислот, включаючи дигідроксифенілаланін, амінокислоту, яка несе катехін, яка може з'єднуватися з іншими матеріалами. Мідії додають ще один особливий інгредієнт — залізо, яке підсилює клейку силу бісусу. Молюски виділяють міцний клей, що складається з білків, які перетворюються на полімери, що закріплюються на поверхнях.

Натхненна усіма цими способами молекулярного з'єднання, команда Оменетто взялася за їх відтворення. Білок-фіброїн шовку має багато спільних характеристик з'єднання з білками клею мідій.

Дослідники додали полідофамін, випадковий полімер дофаміну, який представляє собою зʼєднаний катехол по всій довжині. Нарешті, сила склеювання значно підвищується за рахунок затвердіння клею хлоридом заліза, який забезпечує зв'язок між катехолами, як це відбувається в природних клеях у мідій.

"Комбінація фіброїну шовку, полідофаміна і заліза об'єднує ті ж характеристики, які роблять клей черепашок і мідій таким міцним", — говорить Марко Ло Престі, науковий співробітник в лабораторії Фйоренцо Оменетто. "У підсумку ми отримали клей, який навіть під мікроскопом виглядає як його природний аналог".

Отримання правильної суміші натурального шовку, полідофаміну і кислотних умов затвердіння іонами заліза було критично важливим для того, щоб клей схоплювався і працював під водою, досягаючи міцності 2,4 МПа під час опору поперечним силам. Це кращі показники, ніж у більшості чинних клеїв, і лише трохи гірше, ніж у найбільш міцного підводного клею при 2,8 МПа. Проте, цей клей має додаткову перевагу в тому, що він нетоксичний, складається з повністю натуральних матеріалів і вимагає всього 1-2 мг на квадратний дюйм для досягнення такого склеювання, а це всього кілька крапель, кажуть учені.