پژوهشگران قسمت انرژی «آزمایشگاه ملی اوک ریج»(Oak Ridge National Laboratory)، نوعی چسب قابل منفعت گیری مجدد را از پلیمرهای ضایعاتی اختراع کرده‌اند که از چسب‌های تجاری سفت‌تر است، زیر آب و در محیط‌های خشک کار می‌کند و انواع مواد از جمله چوب، شیشه، فلز، کاغذ و پلیمرها را به هم می‌چسباند.

به نقل از فیز، این چسب نوآورانه با الهام از نحوه چسبیدن صدف‌ها به سطوح، حاوی پیوندهای عرضی شیمیایی برگشت‌پذیر است که به چسب سفت‌شده امکان می‌دهد تا نرم شود، جدا شود و مجدد مورد منفعت گیری قرار بگیرد؛ برخلاف چسب‌های جاری که بعد از یک بار منفعت گیری به‌طور دائم سفت خواهد شد.

پروژه‌های امروزی طبق معمولً برای سطوح گوناگون به چسب‌های متغیری نیاز دارند. چسب سفید برای پروژه‌های هنری مدارس ابتدایی، پلی‌وینیل استات برای صحافی کتاب، پلی‌یورتان برای کفش‌سازی، سیلیکون‌ها برای درزگیری پنجره‌ها و چسباندن قطعات الکترونیکی و اپوکسی‌های صنعتی برای اتصال قطعات هواپیما و ماشین به کار می‌روال.

یک نوع چسب که در تعداد بسیاری از کاربردها کارکرد مساعد داشته باشد، می‌تواند تشکیل و تعمیر را ساده کند و در عین حال، ضایعات را افت دهد. این پیشرفت امکان پذیر تأثیر اقتصادی بزرگی را بر بازار جهانی چسب‌ها و درزگیرها داشته باشد، که تقریباً ۸۷ میلیارد دلار قیمت دارد و پیش‌بینی می‌شود تا سال ۲۰۳۲ به نزدیک ۱۱۹ میلیارد دلار برسد.

«انیسور رحمان»(Anisur Rahman) سرپرست این پژوهش او گفت: زیاد تر چسب‌ها برای یک کاربرد خاص ساخته خواهد شد. چسب ما می‌تواند برای کاربردهای متنوعی از جمله کاربردهای ساختاری یا حساس به سختی مورد منفعت گیری قرار بگیرد و در محیط‌های مرطوب و خشک کارکرد قابل اعتمادی دارد. هیچ کدام از چسب‌های تجاری را نمی‌توان به این روش منفعت گیری کرد.

این گروه پژوهشی با اغاز کار خود از پلیمرهای رایج بطری‌های نوشیدنی، الیاف پارچه و لایه‌های بسته‌بندی، فرآیندی را گسترش دادند که در مواد، انرژی و هزینه صرفه‌جویی می‌کند. دنیلسون او گفت: ما موادی را که قرار می بود به محل دفن زباله منتقل شوند، برداشتیم و به چیزی مورد قیمت تبدیل کردیم.

چسب‌های سنتی به پیوندهای عرضی دائمی متکی می باشند که جدا کردن آنها را دشوار می‌کند. رحمان او گفت: شما یک بار چسب‌های سنتی را اعمال می‌کنید و نمی‌توانید مجدد از آنها منفعت گیری کنید. برای جدا کردن چسب باید یک مجموعه را از هم جدا کنید. بدین ترتیب، شما هم به قسمتی که به آن چسب می‌زنید و هم به تکه‌های دیگر صدمه می‌رسانید. اگر زمان چسباندن چیزی نادرست کنید و اجازه دهید تا خشک شود، کار همه است.

در چسب تازه، پیوندهای عرضی همانند اتصالات برگشت‌پذیر، همانند به چسب «ولکرو»(Velcro) عمل می‌کنند. گرما پیوندهای شیمیایی پویا را در پلیمر می‌شکند و به چسب امکان می‌دهد تا بدون صدمه رساندن به سطوح آزاد شود. با سرد شدن ماده، پیوندها مجدد راه اندازی خواهد شد.

دنیلسون او گفت: اگر یک تکه صدمه ببیند یا چسب به نادرست منفعت گیری شود، می‌توانید آن را به طور کامل جدا کنید و مجدد با یکپارچگی کامل نصب کنید.

این گروه پژوهشی بیشتر از ۱۰ بار چسب را بدون هیچ گونه کم شدن عملکردی جدا کردند و مجدد چسباندند.

رحمان او گفت: در بازار طبق معمول چسب‌های ساختاری طبق معمولً دارای مقاومت برشی – معیاری از چسبندگی – در محدوده هفت تا ۱۰ مگاپاسکال می باشند. چسب‌های ما نیز زیاد بالاتر از این محدوده باقی می‌همانند اما قابلیت منفعت گیری مجدد را نگه داری می‌کنند.

پژوهشگران می‌توانند چسب را به طور شیمیایی بازیابی کنند و مولکول‌های آمین اضافی را برای تجزیه چسب به زیر واحدهای مونومر آن به کار ببرند. رحمان او گفت: ما می‌توانیم همه مواد شیمیایی مورد منفعت گیری در این چسب را بازیابی کنیم.

دانشمندان تصمیم دارند در مرحله‌ سپس، اتصال عرضی را تنظیم کنند تا پیوندهای ضعیف‌تر و موقت برای برچسب‌های قابل جابه‌جایی، باندهای چسبنده، برچسب‌های دارورسانی و دیگر کاربردها تشکیل شود.

این پژوهش در مجله «Science Advances» به چاپ رسید.