Une équipe de recherche coréenne affiliée à UNIST a présenté un nouveau type d'adhésif sous-marin qui est plus résistant que les colles biologiques naturelles que les moules utilisent normalement pour adhérer aux rochers, navires et plus grandes créatures marines. Cela a attiré beaucoup d'attention en tant que technologie permettant de dépasser les limites des adhésifs chimiques conventionnels qui perdent leur adhérence lorsqu'ils sont exposés à l'humidité ou lorsqu'ils sont réutilisés.

La recherche a été dirigée par le professeur Hoon-Eui Jeong de l'École de génie mécanique, aérospatial et nucléaire et son équipe de recherche à l'UNIST. Les résultats de cette étude ont été sélectionnés comme couverture du numéro de décembre 2017 de Lettres de macro ACS .

L'adhérence stable entre les surfaces dans des conditions humides a de nombreuses applications pratiques, notamment dans les domaines de la bio-ingénierie et du médical, où la plupart des surfaces sont humides. Cependant, les limitations du traitement de surface compliqué et les protocoles coûteux restreignent l'utilisation intensive de ces adhésifs à base de protéines naturelles. Par ailleurs, les adhésifs sont généralement permanents, et ont donc des limites pour l'application en tant qu'adhésif réversible et réutilisable.

Le professeur Jeong a résolu ces problèmes en utilisant uniquement les microstructures simples d'hydrogel. Dans l'étude, l'équipe de recherche a présenté un forme-reconfigurable, et un adhésif hydrogel flexible qui présente une forte adhérence dans des environnements humides sur la base d'un verrouillage réversible entre des matrices de microcrochets reconfigurables.

Les microcrochets de l'adhésif ont été conçus pour présenter une configuration structurelle unique avec des têtes saillantes. L'adhérence entre les réseaux de microcrochets imbriqués est grandement améliorée dans des conditions humides en raison de la reconfiguration de forme déclenchée par l'hydratation des microstructures d'hydrogel. Par ailleurs, ce changement de forme sensible à l'eau est réversible, et la microstructure peut récupérer sa forme et sa taille d'origine lors de l'élimination de l'eau par séchage.

"Ces adhésifs se présentent sous la forme de films souples minces aux propriétés bio-inspirées, micropiliers en forme de champignon répartis uniformément sur la surface de la microstructure, " dit Hyun-Ha Park dans le programme de doctorat en génie mécanique, le premier auteur de l'étude. « Lorsque les réseaux interverrouillés sont exposés à l'eau, une expansion volumique notable d'une transformation de forme correspondante des microcrochets d'hydrogel s'est produite par le gonflement de l'hydrogel, résultant en une adhérence humide significativement accrue à la fois dans le sens du cisaillement et dans le sens normal."

L'équipe de recherche note, "Contrairement à d'autres systèmes de reliure humide, le mécanisme d'emboîtement actuel n'implique aucun traitement de surface compliqué ni aucune fraction chimique, permettant ainsi une voie simple mais efficace vers une adhérence humide forte et réversible de manière rentable. »

"La surface des adhésifs chimiques conventionnels se ramollit ou se dissout lorsqu'elle est exposée à l'humidité ou à l'eau, ce qui peut entraîner une diminution significative de la force d'adhérence ou une perte d'adhérence au fil du temps, " dit le professeur Jeong. " Contrairement à d'autres systèmes de reliure humide, le mécanisme d'emboîtement actuel n'implique aucun traitement de surface compliqué ni aucune fraction chimique, permettant ainsi une voie simple mais efficace vers une adhérence humide forte et réversible de manière rentable. »

"Cet adhésif hydrogel réversible et réactif à l'humidité peut servir d'adhésif humide robuste et polyvalent pour une large gamme d'applications qui nécessitent une adhérence stable et forte dans diverses conditions humides, " ajoute le professeur Jeong.