non guardare ora, ma sei circondato Veramente. A portata di mano, probabilmente anche toccandoti, sono fastidiosi, appiccicoso, potenzialmente anche tossico, sostanze. Male per il pianeta, permanente, forse anche dannoso per la tua salute. Sono nei tuoi panni, nel tuo telefono, nel tuo portatile, in agguato nelle pieghe delle buste, sui libri, sulla sedia su cui sei seduto, il pavimento sotto i tuoi piedi, e in innumerevoli altri oggetti della tua casa, ufficio e mondo di tutti i giorni.

Sono adesivi. Fondamentale per la vita quotidiana, quasi impercettibile, ma anche profondamente problematico. Possono essere tossici e di solito sono permanenti. I chimici della Purdue University stanno studiando i crostacei per sviluppare nuovi, più sicuro, e adesivi più sostenibili per usi che vanno dalle bende e applicazioni mediche all'abbigliamento, articoli casalinghi, elettronica e altro.

Gli esseri umani hanno cercato di attaccare le cose ad altre cose per millenni. Ma i crostacei lo fanno da eoni più a lungo. E in questo sono molto più bravi degli umani. Ecco perché i chimici della Purdue si sono chiesti:perché non usiamo semplicemente quello che stanno usando? Chiunque abbia mai provato a staccare un cirripede da una roccia sa che è quasi impossibile.

Quel successo è qualcosa di Jonathan Wilker, un professore di chimica e ingegneria dei materiali alla Purdue, e il suo laboratorio sperano di imparare e di continuare a costruire.

Crostacei e acqua salata:l'adesione sott'acqua che funziona

"Iniziamo osservando gli animali che producono adesivi, " ha detto Wilker. "Stiamo ancora lavorando per capire i fondamenti di come animali come le cozze e le ostriche fanno quello che fanno, come la chimica e l'ingegneria lavorano insieme. Stiamo persino vedendo come l'ambiente intorno a loro e la superficie a cui si attaccano influenzano ciò che fanno".

Creature come cirripedi, le cozze e le ostriche vivono in luoghi dove sono continuamente battute dalle onde e dal vento e scalzate da potenziali predatori. La loro stessa vita dipende dalla capacità di aggrapparsi alle rocce e ai crostacei vicini.

suture, viti e graffette sono tutti ampiamente utilizzati per chiudere le ferite, legare i tessuti e fissare le ossa, ma sono tutti molto dannosi ed estremamente dolorosi. Se i medici avessero un adesivo chimico che potrebbero usare al loro posto, la guarigione aumenterebbe e il danno collaterale diminuirebbe. Il corpo, però, è un ambiente difficile per gli adesivi:bagnato e costantemente in movimento. Molto simile al mare.

Scienziati nel laboratorio di Wilker, che include due ricercatori post-dottorato, cinque dottorandi, quattro ricercatori universitari e 1, 000 crostacei:studia come i crostacei creano i materiali, quali componenti degli adesivi svolgono un ruolo attivo nell'incollaggio e testano nuove colle sintetiche e biomimetiche per determinarne l'efficacia, fattibilità e prestazioni. Stanno basandosi su questa comprensione per sviluppare adesivi che funzionano sott'acqua, sono più forti, più sostenibile, a base di prodotti alimentari e che possono essere scollati quando necessario.

"Stiamo realizzando adesivi con nuove funzionalità, " ha detto Wilker. "Possiamo aggiungere nuovi gruppi chimici per colpire tutti i tipi di proprietà, essere quel legame bagnato, flessibilità simile alla gomma o la capacità di incollare e quindi staccare. Uno dei nostri sistemi può persino essere più forte di quello che fanno gli animali sott'acqua. In quel caso, usiamo una chimica che si ispira ai crostacei, ma nel complesso, il nostro sistema è una semplificazione di ciò che producono gli animali".

Lanciare una nuova colla:rendere gli adesivi non tossici, reversibile

Ogni prodotto nel corridoio della colla nel negozio di ferramenta ha un aspetto negativo. Molti sono tossici. truciolare, pavimenti in laminato e compensato di legno duro sono tenuti insieme da resine a base di formaldeide, che può essere cancerogeno. Inoltre, molti adesivi sono permanenti. Non c'è modo di sciogliere il legame quando un prodotto è alla fine della sua vita, che spesso impedisce il riciclaggio dei componenti.

"Quasi tutte le colle comuni sono a base di petrolio e non degradabili, " ha detto Wilker. "Quando i tuoi laptop o telefoni cellulari, scarpe o mobili non servono più, la maggior parte va direttamente in discarica. Anche i materiali come il cartone spesso non vengono riciclati a causa degli adesivi".

Molte colle sono quasi permanenti, un fattore che molte persone hanno scoperto quando hanno cercato di rimuovere la gomma da un adesivo o un cartellino del prezzo da un prodotto o, più sfortunatamente, dal finestrino di un'auto dove era seduto un bambino. Essere in grado di invertire la viscosità a piacimento darebbe agli umani un maggiore controllo sul loro ambiente.

Aumentare la sostenibilità e la funzionalità degli adesivi può migliorare la vita umana in una miriade di modi:limitando l'esposizione a sostanze chimiche nocive, rendendo la guarigione più confortevole, e rendendo i prodotti più sostenibili e più riciclabili per preservare le risorse e il pianeta. Il laboratorio di Wilker sta lavorando per produrre colle da composti a base biologica e persino a base di alimenti.

L'adesione è un campo in rapida evoluzione con un enorme potenziale. È un campo in cui Wilker è un esperto riconosciuto, grazie a un filo di curiosità incontrato nell'oceano.

"Le idee fondamentali nel nostro laboratorio provengono dal trascorrere del tempo sott'acqua, " ha detto Wilker. "Ero immersioni subacquee, vedevo i crostacei attaccati alle rocce e pensavo, "Mi chiedo come funziona?" Quando sono tornato in laboratorio, Sono stato sorpreso di apprendere ciò che è rimasto sconosciuto. Ci sono così tante eccitanti possibilità e applicazioni da perseguire se riusciamo a capire tutto".

In qualità di professore di chimica presso il College of Science e professore di ingegneria dei materiali, Wilker collega i mondi della scienza e dell'ingegneria nei suoi sforzi per sfruttare il mondo naturale per soluzioni innovative ai problemi di adesione. L'Office of Naval Research e la National Science Foundation aiutano a finanziare la sua ricerca.

Wilker ha collaborato con l'Ufficio per la commercializzazione della tecnologia della Purdue Research Foundation per richiedere i brevetti sui suoi adesivi all'Ufficio brevetti e marchi degli Stati Uniti. Sta iniziando a renderli commercialmente disponibili attraverso iniziative commerciali tra cui una startup, Cozza Polymers Inc.