چسبی با قابلیت فعال شدن از طریق میدان های مغناطیسی - مجله بیزبینگ

به گزارش خبرنگاران به نقل از زومیت، چسبی که با میدان های مغناطیسی فعال می گردد، از نظر مصرف انرژی و هزینه برای شرکت های فراوری کننده بسیار مقرون به صرفه است؛ به ویژه برای شرکت هایی که می خواهند در مقیاس صنعتی فراوریهای خود را به هم بچسبانند. در بیشتر چسب های اپوکسی، برای سخت شدن یا افزایش چسبندگی به نوعی اثر محیطی مانند گرما یا نور یا رطوبت احتیاج است. در چسب های جدید این امر با فرایند مغناطیسی اعمال می گردد. این گزینه برای چسب های معمولی کارآمد نیستند؛ به خصوص اگر بحث کاربردهایی مانند حساس به گرما یا مواد درگیر با عایق مطرح باشد؛ چراکه گاهی اعمال گرما یا نور یا رطوبت باعث ایجاد مشکل می گردد.

برای فراوری این نوع چسب از ترکیب نوعی اپوکسی تجاری با نانوذرات مغناطیسی استفاده می گردد. این ترکیب متشکل از منگنز و روی و آهن است و با عبور انرژی الکترومغناطیسی از مواد، آن ها گرم می شوند و در جای خود سفت و محکم می شوند.

تری استیل، دانشمند مواد از دانشگاه فناوری Nanyang NTU در سنگاپور می گوید:

پیشرفت اصلی ما راهی است برای بهبود و اعمال چسبندگی در عرض چند دقیقه پس از قرارگرفتن درمعرض میدان مغناطیسی است؛ درحالی که از گرم شدن بیش از حد سطوحی جلوگیری می نماید که روی آن ها چسب اعمال می گردد. این موضوع مهم است؛ زیرا بعضی از سطوحی که می خواهیم به آن بچسپانیم، بسیار حساس به گرما هستند؛ مانند الکترونیک انعطاف پذیر و پلاستیک های تجزیه شدنی زیستی.

از چسب های جدید به راحتی می توان استفاده کرد. آن ها سریع تر می چسبند و به انرژی و فضای کمتری درمقایسه با مخلوط های معمولی احتیاج دارد. همچنین، به شتاب دهنده چسبندگی احتیاج ندارد و هنگام اعمال می توان روی حدبیشتر یا حداقل مقدار حرارت و گرمای آن مسلط بود. به عنوان مثال، محصولات الیاف کربن مانند دوچرخه و کلاه ایمنی، اجاق هایی عظیم برای گرم کردن مواد و طولانی مدت برای بهبود چسبدگی چسب های اپوکسی مورد احتیاج هستند. در مقابل، راه چاره ابتکاری جدید به دستگاهی الکترومغناطیسی کوچک احتیاج دارد.

محققان می گویند یک گرم چسب اپوکسی معمولی به یک ساعت زمان و دوهزار وات گرما احتیاج دارد تا به چسبندگی برسد. این در حالی است که یک گرم چسب مغناطیسی فقط به پنج دقیقه زمان و دویست وات گرما احتیاج دارد. به طورکلی، حدود 120 برابر انرژی کمتری برای تکمیل فرایند احتیاجمند است.

ریچا چوداری، دانشمند مواد می گوید:

چسبندگی چسب های مغناطیسی تازه ساخته شده به جای چند ساعت، فقط چند دقیقه زمان احتیاج دارد؛ باوجوداین، می تواند سطوحی را با چسبندگی و استحکام زیاد بچسباند. این ویژگی در ورزش، پزشکی، خودرو و صنایع هوافضا بسیار مهم است. این فرایند کارآمد می تواند باعث صرفه جویی در هزینه گردد؛ زیرا فضا و انرژی مورد احتیاج برای گرمایش معمولی به طور چشمگیری کاهش می یابد.

فرایند تازه طراحی شده خطر گرم شدن بیش ازحد و گرم شدن ناهموار را از بین می برد و هنوز هم می تواند به درجه چسبندگی زیاد تا هفت مگاپاسکال برسد. لازم به ذکر است این فرایند سه سال طول کشید تا به این مرحله برسد و محققان اکنون به دنبال شرکای تجاری برای ادامه کار و فراوری انبوه هستند.

چوب و سرامیک و پلاستیک همه با فرایند مغناطیسی آزمایش شده اند؛ یعنی این نوعی چسب همه کاره و بسیار کارآمد است. همچنین، روش هایی وجود دارد که می تواند به طور بالقوه سرعت خطوط فراوری امروزی را بهبود بخشد.

تیم پژوهش می گوید از تجهیزات ورزشی گرفته تا اجزای هوافضا می توانند با چسب جدید مؤثرتر کنار هم قرار گیرند و اگر مواد بتوانند در خارج از آزمایشگاه مقیاس بندی شوند، مزایای استفاده از انرژی و انتشار کربن می تواند بسیار چشمگیر باشد.

راجو رامانوجان، دانشمند مواد، درباره این موضوع می افزاید:

نانوذرات مغناطیسی کنترل شده با دما به گونه ای طراحی شده اند که می توانند با فرمولاسیون های چسب های موجود مخلوط می شوند؛ بنابراین، بسیاری از چسب های مبتنی بر اپوکسی موجود در بازار می توانند به چسب فعال شده با میدان مغناطیسی تبدیل شوند.