Клей скрепляет вещи благодаря механическим либо электростатическим силам, причём накрепко и практически неотвратимо для поверхностей. А если это соединение нужно прекратить, отменить? Вот почему в качестве альтернативы исследователи рассмотрели обратимые методы склеивания, включая электроадгезию (ЭА), то есть прилипание под воздействием электротока.
Впрочем, термин используют для описания нескольких разных явлений. Одно из них — пропускание электротока через два материала, что склеивает их благодаря притяжению или химическим связям. Ранее профессор химии из Университета Мэриленда Шриниваса Рагхаван с коллегами доказали, что ЭА может скреплять мягкие материалы с противоположными зарядами и даже пригодно для простых конструкций. При очередном своём исследовании учёные хотели посмотреть, может ли ЭА обратимо (на время) связывать твёрдый графит с мягкими материалами в виде биологических тканей.
Научный коллектив сначала испытал, как работает ЭА на двух графитовых электродах и кусочке акриламидного геля, то есть растворимого в воде вещества, обычного используемого для производства полимеров. Небольшое напряжение в 5 вольт подавали в течение нескольких минут, и гель надолго прилипал к аноду, то есть к электроду со значением «+». Возникшая химическая связь была очень прочной: когда учёные попытались разъединить склейку, гель порвался раньше, чем отстал от электрода.
А когда направление тока менялось на противоположное, графит и гель легко отделялись друг от друга. Наоборот, гель прилипал к другому электроду, который становился «плюсовым». Аналогичные тесты проводили на всевозможных материалах: металлах, различных видах гелей, мясе разных животных, фруктах и овощах. Такое разнообразие понадобилось, чтобы доказать универсальность обнаруженного явления.
Изучая ЭА, авторы научного проекта увидели, что твёрдому материалу необходимо быть проводником электронов, а мягкому — иметь в составе ионы соли. Так возникло предположение, что адгезия (прилипание) возникает за счёт химических связей меж поверхностями при обмене электронами. Гипотеза объясняет провальные попытки. Так, не прилипал титан и некоторые другие слишком «цепкие» металлы, крепко удерживающие свои электроны. А ещё не прилипали виноград и ряд фруктов с преобладанием сахара над солями.
Один из опытов доказал, что ЭА склеивает предметы и в воде, что расширяет спектр использования открытия.
Изученный эффект перспективен для гибридной робототехники с биологическими составляющими, улучшения медицинских имплантатов, внедрения в создание аккумуляторов и так далее.
