סוג חדש של דבק, המחקה את ריר החילזון, מדביק דברים בעוצמה רבה אך גם בצורה הפיכה

הדרישה העיקרית שלנו מדבק היא שיחבר בין שני דברים חזק ככל האפשר. אבל אם פעם הדבקתם את אצבעותיכם  זו לזו כשהשתמשתם בדבק מגע, או אם אתם חולמים ללכת יום אחד על קירות כמו שממית (או כמו ספיידרמן), בוודאי תהיה לכם דרישה נוספת: שההדבקה תהיה הפיכה.

הדבק המושלם, חזק מספיק כדי לחבר דברים אבל ניתן להפרדה בעת הצורך, הוא אפוא הגביע הקדוש של עולם הדבקים. במאמץ להשיגו, ניסו חוקרים רבים לשאוב השראה מעולם הטבע. מאמצים רבים הושקעו בניסיון להבין ולחקות את יכולת ההדבקה ההפיכה של רגלי השממית, וכעת פותח במחקר חדש דבק הפיך שמחקה את יכולות ההדבקה של יצור הרבה פחות דינאמי, אבל גם יותר דביק: החילזון.

הנוזל הרירי שמפריש החילזון חיוני לתנועתו ומאפשר לו להתקדם בעזרת תנועות גליות על גבי משטחים יבשים ורטובים, מחוספסים וחלקים כאחד. כשהנוזל מתייבש ומתקשה, יש לו שני תפקידים חשובים נוספים: השִכבה היבשה מבודדת את גוף החילזון מהסביבה, שומרת על הנוזלים שבגופו ומונעת את התייבשותו; ובו-בזמן, היא מאפשרת לו להיצמד בחוזקה ולמשך פרקי זמן ארוכים כמעט לכל משטח - קירות, עלים, ועוד. אך ברגע שהסביבה לחה מספיק, אדי מים חודרים לשכבה היבשה, מרככים אותה ומאפשרים לחילזון להתנתק ולהמשיך לנוע.

מנגנון ההדבקה של ריר החילזון מבוסס בעיקרו על הדבקה מכנית, המנצלת את העובדה שכמעט אין משטח שפני השטח שלו אינם מחורצים ברמה כזו או אחרת. אפילו משטחים שנראים לנו חלקים למשעי הם למעשה מחורצים ומחוספסים ברמה המיקרוסקופית. ריר החילזון במצבו הנוזלי מחלחל לכל חריץ קטנטן במשטח, וברגע שהוא מתייבש ומתקשה, הוא יוצר המוני עוגנים קטנים שמחברים את החילזון באופן מכני לענף או לקיר שאליו הוא בחר להיצמד כדי להעביר את היום.

חזק והפיך

הרב-תכליתיות של ריר החילזון, ומנגנון ההדבקה המכני ההפיך שלו, היו ההשראה לפיתוח דבק חזק פי 89 מיכולת ההדבקה של רגלי השממית. הדבק החדש, ג'ל המבוסס על מים (הידרוג'ל) ופולימר שנקרא פולי-הידרוקסי-מתיל-אקרילט ((poly(2-hydroxyethyl methacrylate), מצליח לחקות בהצלחה את מנגנון ההדבקה של החילזון בזכות תכונה קריטית: הוא אינו מתכווץ ומאבד את צורתו כאשר הוא מתייבש ומתקשה.

בעבור חומר שמיועד להדבקה, התכווצות ושינוי צורה פירושם איבוד נקודות אחיזה מכניות והיחלשות כוח ההדבקה. רוב הנוזלים מתכווצים ומשנים את צורתם כאשר הם מתייבשים, משום שבזמן התייבשות לרוב חלק מהמולקולות עוברות ממצב צבירה נוזלי למצב צבירה גזי, ואז מתנתקות מהדבק ומתפזרות בסביבה. לעומת זאת, הג'ל המלאכותי המחקה את ריר החילזון אינו משנה את צורתו בזמן ההתייבשות, ולכן אינו מאבד אחיזה במשטח ההדבקה. 

במצבו היבש והקשיח, הדבק החדש חזק כמו סופר-גלו, אבל כמו באורח פלא, כשחושפים אותו למים, הוא סופח את מולקולות המים והופך שוב לג'ל שניתן לנתק אותו בקלות. מדובר בדבק ההפיך החזק ביותר שיוצר עד היום, ומכיוון שהוא מבוסס על עגינה מכנית ולא על קשרים כימיים ניתן לייצרו בקלות יחסית בקנה מידה תעשייתי ללא ירידה באיכותו. הדבק החדש מעורר עניין רב לשימושים ביתיים ותעשייתיים.

אמנם העובדה שלא צריך יותר ממים כדי "לבטל" את ההדבקה הופכת את הדבק לבעייתי בעבור יישומים רבים, אבל גם כך יימצא לדבק כזה שימוש, והתובנות הנובעות מהמחקר יובילו בוודאי לדבקים דומים נוספים, שהמנגנון ההפיך שלהם מבוסס על חומר פחות נפוץ ממים. 

 

0 תגובות