Une nouvelle recherche de la North Carolina State University montre que des matériaux uniques dotés de propriétés distinctes similaires à celles des pieds de gecko - la capacité de coller à à peu près n'importe quelle surface - peuvent être créés en exploitant le chaos entraîné par les liquides pour produire des microparticules de polymère souple avec une ramification hiérarchique sur le à l'échelle micro et nanométrique.

Les résultats, décrit dans le journal Matériaux naturels , détenir le potentiel d'avancées des gels, pâtes, nourriture, non-tissés et enduits, entre autres formules.

Les matériaux de particules dendritiques souples avec des propriétés adhésives et de construction de structure uniques peuvent être créés à partir d'une variété de polymères précipités à partir de solutions dans des conditions spéciales, dit Orlin Velev, S. Frank et Doris Culberson professeur émérite de génie chimique et biomoléculaire à l'État de Caroline du Nord et auteur correspondant de l'article.

« Nous utilisons la nanofabrication « liquide » pour convertir la plupart des polymères en particules ramifiées après avoir dissous le polymère et mélangé la solution rapidement avec un autre liquide, ", a-t-il déclaré. "Ce mélange rapide dans un écoulement turbulent crée des particules ramifiées organisées de manière hiérarchique."

Les branches les plus fines entourant ces particules forment une couronne de nanofibres, Velev ajouté, qui distribue leur adhérence par des forces d'attraction moléculaires connues sous le nom de forces de van der Waals.

Le nouveau matériau est unique non seulement dans sa structure, mais aussi dans la façon dont il est fabriqué.

« L'utilisation de l'écoulement turbulent n'est généralement pas connue comme un moyen de fabriquer des structures organisées, " dit Velev. " Tiens, nous utilisons ce processus intrinsèquement chaotique pour créer des structures hiérarchiques."

Le procédé liquide utilisé pour créer ces matériaux fonctionne avec de nombreux types de polymères et est généralement efficace et peu coûteux. Velev a ajouté que le processus de fabrication peut être facilement étendu pour produire de grandes quantités de nanomatériau mou, ce qui est souvent un défi pour la fabrication de matériaux à l'échelle micro et nanométrique.

Les recherches futures dans le laboratoire de Velev chercheront à détailler les principes fondamentaux derrière cette découverte surprenante. La recherche examinera également les différents types de matériaux polymères et biopolymères qui peuvent être créés à l'aide du processus, y compris les revêtements et les feuilles qui attirent ou repoussent l'eau, par exemple, ou des échafaudages cellulaires et des pâtes d'impression 3D. NC State a déposé un brevet sur les nouveaux matériaux dendritiques souples et leur procédé de création.

« Ce travail est une illustration de la façon dont les sciences fondamentales et appliquées peuvent fonctionner en synergie, " dit Siméon Stoyanov, un collaborateur de recherche et co-auteur de l'article. « Nous avons commencé avec des découvertes scientifiques fondamentales et en les étudiant, nous avons trouvé de nombreuses nouvelles applications telles que les super-adhésifs et les revêtements, ce qui à son tour a apporté de nouvelles questions fondamentales concernant leurs propriétés."