Ученые разработали подводный клей, который быстро затвердевает в воде, сохраняет прочность в течение нескольких лет и выдерживает многократное отсоединение и повторное приклеивание. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
Главная проблема обычных клеев при работе под водой — слой воды, который покрывает поверхность и мешает веществу надежно закрепиться. Кроме того, вода может разрушать и вымывать клеящий состав.
Новый материал получил название BP16TPB. Исследователи смешали его с диметилсульфоксидом (ДМСО). При контакте с водой компоненты клея перестраиваются и образуют плотную водостойкую структуру. В этом процессе участвуют водородные связи и так называемый π-π-стэкинг — взаимодействие между участками молекул.
«Дополнительную роль играет эффект Марангони: различия в поверхностном натяжении помогают материалу распределяться по поверхности. При этом гидрофобные свойства клея позволяют вытеснять воду из зоны контакта», — объяснили ученые.
Испытания провели на керамике, эпоксидной смоле и пластике. Уже через 10 секунд под водой прочность сцепления достигала 1,1 МПа, что, по данным исследователей, значительно выше показателей традиционных подводных клеев.
Материал также продемонстрировал высокую долговечность. В одном из экспериментов он удерживал груз массой 2 кг после более чем трех лет непрерывного пребывания под водой. Кроме того, клей сохранял свои свойства после восьми циклов отсоединения и повторного приклеивания. Состав работает в кислых, щелочных и соленых растворах, однако теряет устойчивость при температуре выше 70 °C.
По мнению авторов, материал может пригодиться для ремонта и обслуживания объектов, работающих под водой, включая элементы океанической инфраструктуры. При этом дальнейшие испытания должны показать, насколько технология пригодна для практического применения.
Ранее российские ученые создали материал, останавливающий артериальное кровотечение за 40 секунд.