Khoa học kỹ thuật và công nghệ

Nghiên cứu thành công keo dính dưới nước hiệu suất cao lấy cảm hứng từ loài trai (16/12/2015)

Các nhà khoa học thuộc trường đại học California ở Santa Barbara, Hoa Kỳ vừa tái tạo khả năng bám dính dưới nước kỳ lạ của loài trai - trước đó đã từng là nguồn cảm hứng để sản xuất một loại keo phẫu thuật - trong một loại vật liệu tổng hợp chắc bền. Vật liệu siêu mỏng này có hiệu quả cao gấp 10 lần so với các loại dính ướt/dưới nước trước kia, và với trọng lượng phân tử thấp và các thuộc tính chức năng của nó nên keo có thể được sử dụng để tăng cường hiệu quả các loại keo dính hiện có, cũng như sử dụng trong các ứng dụng như nha khoa, chế tạo nano và sửa chữa dưới nước.

Trai có khả năng bám vào đá và các bề mặt khác, cũng như có khả năng chịu đựng nhưng cơn gió giật hay các đợt sóng xô nhờ loại protein mà chúng tiết ra qua chân chúng ở dạng chỉ chân tơ (loại sợi mảnh, bền và óng ánh). Từ hàng thập kỷ nay, các nhà khoa học đã nhận biết được cơ chế bám của loài này là do một số nhóm phân tử quan trọng trong các protein bám dính.

Cụ thể, một số protein này rất giàu axit amin L-Dopa vốn được biết đến với khả năng làm gia tăng độ bám dính dưới nước cũng như khả năng tự phục hồi. Các thuộc tính này dựa trên một hợp chất liên kết hydro có tên gọi catechol, vốn có khả năng giữ cho sợi chỉ không bị dính vào nước.

Các nhà nghiên cứu đã thiết kế một phân tử mô phỏng những protein này để hình thành một lớp keo cực mỏng có khả năng kết hợp 2 bề mặt ở dưới nước.

Ngoài khả năng kết dính các bề mặt thường xuyên tiếp xúc với các yếu tố, nhóm nghiên cứu cho hay loại keo này còn có tiềm năng trong lĩnh vực điện tử. Đó là do các phân tử nhỏ của vật liệu hình thành các lớp siêu mỏng, mịn mang ở cấp độ nguyên tử, có thể được sử dụng trong lĩnh vực chế tạo các mạch điện tử và các thành phần của pin.

Bên cạnh đó, loại keo dính lấy cảm hứng sinh học này còn không yêu cầu sử dụng các hóa chất độc hại, các dung môi hữu cơ dễ bay hơi hay nguồn năng lượng như nhiệt hoặc ánh sáng, điều này khiến cho vật liệu có tính bền vững và thân thiện với môi trường.

Trai không chỉ là loài sinh vật biển duy nhất tạo cảm hứng cho các nhà khoa học trong nghiên cứu và chế tạo keo dính ướt. Năm ngoái, các nhà nghiên cứu thuộc Đại học Newcastle, Úc đã phát hiện ra khả năng bám dính của loài chân tơ, trong khi đó, đầu năm nay, một nhóm nghiên cứu đến từ Đại học công nghệ Nanyang, Singapore cũng đã phát triển thành công loại keo có khả năng dính vào bề mặt ướt khi có điện áp vào.

Kết quả nghiên cứu về loại keo dính nước đặc biệt này mới đây được công bố trên trên tạp chí Nature Communications.

Nguồn: vista.vn (Theo Gizmag, 29/11/2015)