比蜘蛛人蛛絲黏力更強的膠水 約30克就能撐住60公斤重量

編譯/Elisa

漫威英雄「蜘蛛人」因為被基因改造的蜘蛛咬到,才有超人般的能力,能夠在高樓大廈間用蛛絲到處盪來盪去。現在電影情節成真了,新加坡南洋理工大學研究人員,發明一種環氧(epoxy-based)黏合劑,黏合力甚至比壁虎的腳還要強十倍,可以用來開發能重複使用的膠水或夾子(grippers),支撐人類或機器人重量。

新加坡南洋理工大學研究人員發明出,比蜘蛛人蛛絲黏力更強的膠水,約30克就能撐住60公斤重量。圖取自 Interesting Engineering

形狀記憶聚合物連小細縫都服貼

這款強力的核心成分就是「形狀記憶聚合物」(Shape Memory Polymer, SMP),能夠保留先前外力形成的形狀,並在受到如熱量、光和電流等外部刺激下,恢復到原始形狀。而南洋理工大學研究人員使用的是名為E44的環氧聚合物,在室溫下有如堅硬的玻璃,加熱後則會成為像橡膠的柔軟材料,可以形成任何形狀,就算是遇到肉眼看不見的小縫隙也不放過。等到E44材料冷卻後又會變硬,牢牢黏合在相互作用的物體上。

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約30克黏合劑就可支撐60公斤

科學家也發現,當這款形狀記憶聚合物,形成如毛髮的纖維狀結構(fibril)時,黏合力最強,特別是在半徑為0.5毫米到3毫米的纖維,在維持構造時同時展現最大黏著力。一根橫斷面為19.6平方毫米的纖維,可支撐超過1.56公斤重量,如果用37根這樣的纖維組成小於人類手掌的排列,重量只超過30克,就能支撐約60公斤重。

新款黏著劑黏合條件有望調整

目前研究顯示,用攝氏60度的吹風機吹形狀記憶聚合物材料,不到一分鐘就會變形脫落,要等三分鐘才會冷卻,並重新黏著在其他物體上。不過科學家樂觀表示,有望能再縮短新材料冷卻時間,以及調整到用人體溫度就能改變黏著力,讓新材料廣泛用用在極端環境中。

資料來源:Interesting Engineering

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