Nieuwe superlijm hecht onder water in tien seconden en blijft jaren zitten

In dit artikel:

Onderzoekers van onder meer Hunan University hebben een experimentele lijm ontwikkeld die onder water binnen tien seconden een sterke verbinding vormt. De lijm hecht aan uiteenlopende materialen, zoals keramiek, epoxy en verschillende kunststoffen. De gemeten hechtsterkte loopt op tot ongeveer 1,1 megapascal. In een demonstratie bleef een verbinding die voortdurend onder water stond bovendien ruim drie jaar lang een gewicht van twee kilogram dragen.

De onderzoekers beschrijven hun materiaal in Nature Communications. De lijm bevat de supramoleculaire ionische vloeistof BP16TPB, gemengd met het oplosmiddel DMSO. Zodra het mengsel met water in aanraking komt, wisselen de oplosmiddelen uit en herschikken de moleculen zich tot een dicht netwerk. Daarbij ontstaan onder meer waterstofbruggen en elektrostatische interacties. De lijm verspreidt zich snel over het oppervlak en verandert vervolgens in een stevige, waterbestendige laag.

Een belangrijke rol speelt het Marangoni-effect: verschillen in oppervlaktespanning brengen de vloeistof in beweging. Daardoor verspreidt de lijm zich beter en kan hij de dunne waterlaag verdringen die normaal gesproken hechting onder water verhindert. In dit geval helpt water dus juist bij de vorming van de lijmstructuur.

De verbinding is bovendien deels omkeerbaar. De onderzoekers konden de lijm onder water losmaken en opnieuw aanbrengen; na acht van zulke cycli bleef hij goed functioneren. Ook in zure, basische en zoute oplossingen bleef de hechting grotendeels behouden. Boven ongeveer 70 graden Celsius nemen de prestaties echter af.

De lijm is nog niet klaar voor commerciële toepassing, maar kan uiteindelijk nuttig zijn voor reparaties aan pijpleidingen, schepen en offshore-installaties. Zulke objecten hoeven dan mogelijk niet eerst drooggelegd te worden.