Çok Moleküllü Yapıştırıcı
400 Santigrat Derecelik Sıcaklık Aralığına Kadar Kullanıma Uygun Çok Moleküllü Yapıştırıcı
Araştırmacılar, sıvı nitrojenden (-196 santigrat derece) fırın sıcaklığına (200 santigrat derece) kadar oldukça geniş bir sıcaklık aralığında, geri dönüştürülebilir ve üst düzeyde yapışkanlık özelliklerine sahip çok moleküllü bir yapıştırıcı geliştirdi.
Standart yapıştırıcıların aksine, çok moleküllü yapıştırıcılar molekül bileşenlerinin kendi aralarında çapraz bağlanması yoluyla yapışkanlık sağlamıyor. Bunun yerine, birleşen yapboz parçaları gibi kürleme esnasında birbirine sıkı sıkıya bağlı bir öz toplanma meydana
getiriyor.
Araştırmacılar; sürdürülebilirlik sağlayabilmeleri, isteğe yönelik uyarlanabilir olmaları, prensipte başlangıç materyallerinin yeniden elde edebilmesi ve kimyasal hareketinin değiştirebilmesi gibi sebeplerden dolayı bu tarz çok moleküllü sistemlere ilgi duyuyor. Ancak, bugüne dek bu tarz yapıştırıcıların performansı belli bir kabul edilebilirlik düzeyinin
üstüne çıkamadı, ayrıca çevresel koşullara oldukça bağlı olduğu da bir gerçek.
Pekin, Çin’de yer alan Tsinghua Üniversitesi’nden Kai Liu’nun liderliğindeki araştırma ekibi tarafından geliştirilen bu yeni çok moleküllü yapıştırıcı iki bileşenden oluşuyor, bunlardan biri amaca yönelik modifiye edilmiş bakterinin içine sentezlenmiş protein. Diğer bileşen ise bir taç eter, tıpkı bir kraliçenin kafasındaki tacı andıran, diğer molekülü sıkıca saran yüzük şeklindeki bir moleküldür.
Araştırmacılar bu moleküllerin yapışkan sistemlerinde, moleküller arasındaki sıkı etkileşimi gözlemledi. Taç eter ile proteini bir araya getirip solüsyonu kürleme amacıyla ısıtarak taç eterin protein yüzeyine yapışması sağlandı.
Araştırma ekibi, protein ve taç eterin oldukça sıkı bir biçimde karşıt yükler ve diğer
molekülerin etkileşimi yoluyla birbirine sıkıca bağlanmasıyla proteinleri birbirine ‘kaynaklayan’ yeni, iç içe geçmiş bir yapı oluşturduğunu gözlemledi. Sonuç olarak olağanüstü güçte bir
yapıştırıcı etki görüldü.
Birbirine yapıştırılmış çelik levhaların oda sıcaklığında, sıvı nitrojende ve 200 santigrat derecede yüksek kesme kuvvetine mukavemet edebildiği gözlemlendi. Yapıştırıcı, farklı materyallerle ve su altında da iyi sonuç verdi. Bu kadar geniş spektrumdaki çalışma koşullarında başarı elde etmek, özel yapıştırıcılarda bile nadir görülen bir durumdur ve çok moleküllü yapıştırıcılar için bir ilk olduğunu söylemek kesinlikle mümkündür.
İç içe geçmiş bileşenlerin ayrıştırılıp geri dönüştürülebilmesi ve yeniden kullanılan yapıştırıcının kuvvetinden neredeyse hiçbir şey kaybetmemesi umut vaat ediyor. Araştırmacılara göre bu istisnai yapıştırıcı etkinin sebebi, özellikle düşük sıcaklıklar söz konusu olduğunda, spesifik çok moleküllü etkileşimlerin devreye girmesidir.
Bileşenlerin sıkı şekilde iç içe geçmesi suyu proteinin dışına itti. Böylece, tıpkı antifrizde
olduğu gibi, donuk vaziyette buz kristallerinin oluşumu engellendi, bu durum birçok geleneksel yapıştırıcıda zamanından önce parçalanmaya yol açardı. Araştırmacılar, bu yeni yapıştırıcının, kullanım sırasında çok değişken koşullara maruz kalacak özel parçaların imalatında kullanılabileceğini öne sürüyorlar; örneğin, uzay aracının maruz kaldığı geniş sıcaklık aralıkları gibi.
Kaynak
Provided by Wiley / More information: Kelu Zhao et al, Molecular Engineered Crown-Ether-Protein with Strong Adhesion over a Wide Temperature Range from −196 to 200°C, Angewandte Chemie International Edition (2022). DOI: 10.1002/anie.202207425
Journal information: Angewandte Chemie International Edition, Angewandte Chemie / https://phys.org/news/2022-07-supramolecularadhesive-usable-temperature-range.html
