L'adhésif se décolle sur commande
L'oxydation déclenche le décollement d'un adhésif inspiré des moules
Les dispositifs microélectroniques intégrés modernes sont souvent peu réparables et difficiles à recycler. Les adhésifs décollables jouent un rôle clé dans la transition vers une économie circulaire avec des ressources durables, moins de déchets et des stratégies de réparation/recyclage intelligentes. Dans la revue Angewandte Chemie, une équipe de chercheurs vient de présenter une méthode de fabrication d'adhésifs pouvant être désactivés "sur commande".
© Wiley-VCH
Ils se sont inspirés des maîtres de l'adhésion sous-marine : les moules. Des adhésifs inspirés des moules ont déjà été mis au point. Ces nouvelles versions sont basées sur la polyaddition thiol-catéchol, qui forme des polymères avec des connectivités adhésives thiol-catéchol (TCC, anneaux aromatiques à six chaînons substitués par des thiols, avec deux groupes OH voisins, qui sont responsables des fortes propriétés adhésives). Le problème est que lorsque les groupes catéchol des polymères adhésifs sont oxydés en quinones (anneaux à six chaînons avec deux atomes d'oxygène liés par des doubles liaisons), la force d'adhérence diminue considérablement.
La modification de la structure de base des monomères permet de contrôler les propriétés des polymères. Kannan Balasubramanian, Hans Börner et leur équipe de l'université Humboldt de Berlin, de l'Institut Leibniz des sciences analytiques (ISAS, Berlin, Allemagne), de l'université nationale de General San Martin (Buenos Aires, Argentine), de l'Institut Fraunhofer de recherche appliquée sur les polymères (Potsdam-Golm, Allemagne) et de la société Henkel (Düsseldorf, Allemagne) ont maintenant produit deux types différents d'adhésifs TCC dotés d'une forte adhérence et d'une grande résistance au cisaillement.
Les précurseurs peptidiques du biscatechol de la DiDOPA, que l'on trouve également dans les moules, ont été comparés à leur analogue fossile. Les deux adhésifs fonctionnent également sous l'eau et sont insensibles à l'oxygène atmosphérique et aux agents oxydants faibles. Cependant, ils perdent leur pouvoir adhésif par oxydation avec le périodate de sodium (NaIO4), fortement oxydant, de sorte que les résidus d'adhésif peuvent être facilement décollés ou essuyés du substrat en un seul morceau.
Alors que l'oxydation de l'adhésif fossile inactive les catéchols, tout en rendant l'adhésif plus hydrophobe, le type biobasé montre une désactivation sans devenir dramatiquement plus hydrophobe grâce à une variété d'autres fonctionnalités peptidiques. M. Börner explique : "La multifonctionnalité est typique des biomatériaux, dans lesquels souvent seules les fonctionnalités clés sont désactivées et peu de choses changent dans le matériau. Cette circonstance permet un mécanisme de désadhésion beaucoup plus efficace, qui réduit de 99 % la force d'adhérence du type biosourcé." La raison de la moins bonne désactivation (60 %) de l'adhésif d'origine fossile réside dans la compensation, car les polymères hydrophobes sont également de très bons adhésifs.
À plus long terme, le consortium travaille à remplacer l'oxydation chimique par une oxydation électrochimique directe, ce qui pourrait être intéressant pour la réparation des téléphones portables, par exemple.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication originale
Tilmann J. Neubert, Keven Walter, Carolin Schröter, Victoria Guglielmotti, Karsten Hinrichs, Stefan Reinicke, Andreas Taden, Kannan Balasubramanian, Hans G. Börner; "Redox‐Triggered Debonding of Mussel‐Inspired Pressure Sensitive Adhesives: Improving Efficiency Through Functional Design"; Angewandte Chemie International Edition, 2024-9-17
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