Con un piccolo colpo di elettricità, Gli ingegneri biomedici della Michigan Technological University trasformano un prototipo di colla intelligente subacquea da appiccicoso a non in sette secondi.

L'attivazione e la disattivazione dell'adesione è ciò che rende una colla intelligente. Una cosa è farlo all'aria aperta e un'altra sott'acqua. Ispirato dalla natura, i catecoli sono composti sintetici che imitano le proteine ​​umide ma ancora appiccicose secrete dalle cozze e offrono la promessa di adesivi intelligenti che funzionano in acqua. La tecnologia potrebbe aiutare con la colla subacquea, medicazioni per ferite, attacchi protesici o anche fabbricazione di parti di automobili e in altre lavorazioni.

Bruce Lee, professore associato di ingegneria biomedica presso Michigan Tech, fa parte del Young Investigator Program (YIP) dell'Office of Naval Research (ONR) e ha mostrato come utilizzare il pH per realizzare adesivi subacquei intelligenti. Insieme al ricercatore di dottorato Saleh Akram Bhuiyan, Lee ha sviluppato un nuovo metodo che utilizza una corrente elettrica per disattivare l'adesione di un materiale contenente catecolo.

I risultati della squadra sono usciti nel Giornale della Società Chimica Americana e ha dettagliato la parte più appiccicosa del processo, creando un test meccanico di contatto ripetibile in grado di misurare l'adesione prima e dopo una scossa di elettricità.

"Molte persone hanno usato il catecolo per imitare le cozze e le loro proteine ​​adesive, ma applicare l'elettricità per disattivarlo è nuovo, " ha detto Lee. "È più conveniente che usare il pH come quello che usavamo prima e dovrebbe essere più facile da integrare con i dispositivi elettronici, il che significa che il distacco potrebbe essere automatizzato e potrebbe essere semplice come premere un pulsante."

Un giorno gli adesivi catecolo possono aiutare ad attaccare l'attrezzatura agli scafi dei sottomarini, ma testare i prototipi nell'attrezzatura subacquea non è il modo in cui viene creata la nuova tecnologia. Anziché, Lee e Bhuiyan devono controllare una serie di variabili in un piccolo spazio di laboratorio. Semplice come sembra, far scorrere una corrente attraverso un materiale e controllarne la viscosità è in realtà abbastanza difficile da fare più e più volte.

Bhuiyan ha sviluppato una configurazione che utilizza una sfera di titanio e un elettrodo a filo di platino per applicare la stimolazione elettrica all'adesivo che è a contatto con la sfera in presenza di acqua salata. Questo metodo semplifica il controllo della tensione applicata attraverso il filo, colla e sfera e quanto è salata l'acqua intorno a loro. Anche il tempo di esecuzione della corrente è importante. Con più tempo, voltaggio e sale, più l'adesivo catecolo si ossida e meno adesivo diventa. Con una tensione abbastanza forte, la colla si stacca in soli sette secondi.

"La novità è l'applicazione dell'elettricità e il breve tempo necessario per staccare, " Bhuiyan ha detto. "Quello che trovo più insolito dell'esperimento è il cambiamento di colore. Inizia bianco e quando applico l'elettricità e il materiale è disattivato, si ossida e assume un colore rosso, e ci piace molto vedere quel colore rosso".

Il prossimo passo nella ricerca sarà prendere quel rosso e provare a trasformarlo di nuovo in bianco. Il segno distintivo di una colla intelligente non è solo la disattivazione dell'adesione, ma riaccendendolo. Lee e la laureata Ameya Narkar sono stati in grado di compiere questa impresa giocando con il pH, che gli è valso il Bhakta Rath Research Award, e Bhuiyan spera di applicare le lezioni di quella ricerca all'uso della corrente elettrica.

Dalle bende indolori alla colla subacquea, dall'attrezzatura automobilistica alle protesi degli arti, gli adesivi contenenti catecolo sono materiali versatili e promettenti.