Materiale fisico: l'arte del taglio giapponese ispira il nastro adesivo super-aderente
Un nastro adesivo di qualsiasi tipo che aderisce fortemente ed è facile da rimuovere. I ricercatori hanno sviluppato un nastro adesivo di questo tipo con un motivo ispirato al kirigami.
Se si tira il nastro adesivo da un pacco, il cartone a volte si strappa. Non è l'ideale, ecco perché un team guidato da Michael Bartlett del Virginia Tech ha sviluppato un nastro adesivo che aderisce fortemente ma può anche essere facilmente rimosso. Come scrive il gruppo di lavoro nella rivista Nature Materials, hanno modellato il loro lavoro sull'arte giapponese del taglio dei kirigami. Gli esperti hanno inciso sul nastro adesivo un motivo a forma di scala che ha aumentato la forza adesiva di 60 volte. Allo stesso tempo, la striscia adesiva poteva essere rimossa da una superficie in una direzione specifica.
Nel Kirigami, un foglio di carta viene piegato e tagliato per creare un'immagine tridimensionale. Su questa base, Bartlett e i suoi colleghi hanno sviluppato un disegno e lo hanno applicato con il laser su un nastro adesivo. Il disegno si sviluppa su più linee e consiste in forme rettangolari simili a una "U". In altre parole, i ricercatori hanno tagliato tre dei quattro lati della forma rettangolare. Se ora si tira il nastro adesivo in modo da sollevare prima i lati della "U" non tagliati, la striscia si stacca. Tuttavia, è stato molto più difficile staccare il nastro adesivo nell'altra direzione.
I ricercatori descrivono il meccanismo fisico alla base del processo come propagazione inversa delle cricche, che in realtà è conosciuto dalla meccanica della frattura. Il nastro adesivo si stacca quando si formano delle crepe nell'adesivo. Tuttavia, non appena si raggiunge lo schema di taglio quando si stacca il nastro, le forze si concentrano sulle strisce strette tra le forme a U. Lì rimangono intrappolate sui lati non tagliati della "U". Il risultato è che la direzione della propagazione della crepa si inverte: il nastro adesivo aderisce ancora più fortemente.
Il tipo di nastro utilizzato dagli scienziati è stato irrilevante per il risultato: la forza adesiva è aumentata ogni volta con il modello tagliato, hanno riferito. Inoltre, il sistema funzionerebbe su superfici di materiali diversi, sia in condizioni asciutte che umide. Secondo gli esperti, è stato importante anche non dover cambiare il materiale o la sua composizione chimica. Il solo modello di taglio avrebbe aumentato la forza adesiva di un fattore 60.
Per un test, i ricercatori hanno sigillato una confezione con il nastro adesivo Kirigami e un'altra con un normale nastro adesivo. Hanno poi fatto cadere dei mattoni sui pacchi. Il pacco normalmente sigillato è crollato la seconda volta, mentre l'altro ha resistito ancora dopo la quinta volta. "Possiamo prendere il normale nastro per pacchi e rinforzarlo come necessario", sottolinea il membro del team del progetto Chanhong Lee del Virginia Tech secondo un comunicato stampa. "Ma allo stesso tempo è possibile staccarlo. Questo è molto utile per un imballaggio che sia anche riutilizzabile e che possa giocare un ruolo nella sostenibilità."
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Foto di copertina: Alex Parrish / Virginia Tech
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