물리학

응급처치 캐비닛 어디에서나 볼 수 있는 접착 붕대를 당연한 것으로 여기기 쉽습니다. 그러나 모든 반창고가 동일하게 만들어지는 것은 아니며 완벽한 반창고를 찾는 것은 까다롭습니다. 너무 끈적거리고 반창고는 떼어내기 어려울 수 있고, 충분히 끈적하지 않으며 상처가 치유되기 전에 벗겨질 수 있습니다. 이제 Blacksburg에 있는 Virginia Tech의 Michael Bartlett과 동료들이 붕대 수수께끼를 풀었을 것입니다[1]. 기존 접착 테이프를 사용하여 팀은 테이프에 조심스럽게 배치된 U자 모양의 컷이 테이프를 표면에 강하고 약하게 접착할 수 있다는 것을 보여 주며, 겉보기 강도는 사용자가 제거하려고 할 때 테이프의 어느 쪽 끝을 당기는지에 따라 달라집니다. 그것.

오늘날 대부분의 접착 테이프는 표면에 강하게 접착되어 제거하기 어렵거나 약하게 접착되어 쉽게 떼어낼 수 있습니다. 연구자들은 강하게 접착되고 제거하기 쉬운 테이프를 만들고 싶어합니다. 이러한 테이프를 사용하면 유아의 팔에 붙은 반창고를 찢어짐 없이 제거할 수 있을 뿐만 아니라 쉽게 열 수 있는 배송 상자를 안전하게 포장할 수 있습니다. 그러나 두 가지 특성을 하나의 재료로 엔지니어링하는 것은 어려운 것으로 입증되었습니다.

시연을 위해 Bartlett과 그의 동료들은 표면에 추가적인 그립력을 제공하는 포장 테이프와 장갑을 포함하여 쉽게 사용할 수 있는 접착제로 패턴을 자릅니다. 연구원들은 U자 모양의 연결된 형상 선이 포함된 컷에 테스트를 집중했습니다. U는 너비와 높이가 수 cm ~ mm입니다. 패턴은 레이저 커터를 사용하여 테이프로 절단되었습니다.

연구팀은 테이프 접착력이 당기는 방향과 Us의 정렬에 크게 의존한다는 것을 발견했습니다. 가장 강한 접착력은 테이프를 당기는 방향과 반대 방향으로 혀가 벗겨지는 끝 부분에서 테이프를 들어 올릴 때 발견되었습니다(비디오 1). 이 시나리오에서 혀는 누군가가 움직이지 않도록 발뒤꿈치를 아래로 누르는 것과 비슷한 방식으로 동작하여 테이프의 접착 강도를 60배 증가시킵니다. 대조적으로, 당기는 방향이 혀를 들어 올리는 방향과 일치하면 분리가 쉬웠고 접착력은 상용 버전의 테이프와 일치했습니다(비디오 1).

연구원들은 또한 표준 시멘트 벽돌을 테이프로 붙인 상자에 반복적으로 떨어뜨리고 테이프를 사용하여 벽에 물체를 걸어 두는 등의 테스트를 통해 무거운 하중을 견딜 수 있는 테이프의 능력을 조사했습니다. 그들은 패턴이 없는 포장 테이프의 경우 2번에 비해 U자형 포장 테이프로 밀봉된 상자는 벽돌 떨어뜨림으로 인한 5번 이상의 충격을 견딘다는 사실을 발견했습니다. 또한 엔지니어링 테이프는 액자를 벽에 더 오랜 시간 동안 고정시켰습니다. 즉, 패턴 접착제의 경우 7일(그 후 연구자가 그림을 제거한 후), 기성 버전의 경우 20분이 걸렸습니다.

Bartlett은 Us의 높이와 너비, 그리고 테이프 끝 부분에 대한 Us의 위치를 ​​변경하여 접착제의 최대 강도를 조정할 수 있었다고 지적합니다. “이는 고도로 조정 가능한 접착 필름에 대한 몇 가지 흥미로운 가능성을 열어줍니다.”라고 그는 말합니다. 덴마크 오르후스 대학교(Aarhus University)의 재료 과학자인 Michal Budzik도 이에 동의합니다. 화학적 변화 없이 테이프의 접착 특성을 쉽게 조정할 수 있는 능력은 "확실히 영향력이 있을 것"이라고 그는 말합니다. “접착제 연구의 이러한 분명한 변화는 새로운 길과 가능성을 열어줍니다. 나는 그것이 매우 유망하다고 생각합니다.”

이제 Bartlett은 그와 그의 동료들이 절단 기술이 테이프와 장갑의 접착력을 조정하는 데 효과적이라는 것을 보여주었고 팀은 이 기술을 다른 시스템에도 적용할 계획이라고 말했습니다. 여기에는 로봇 그리퍼와 확장된 마모 혈당 모니터와 같은 의료 기기가 포함됩니다. “가능성은 많습니다.”라고 그는 말합니다.

–사라 웰스

Sarah Wells는 보스턴에 거주하는 프리랜서 과학 저널리스트입니다.

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