Современная промышленность — от упаковки и стройки до электроники — держится на клеях. И почти все они производятся из нефти. Особенно популярны термоклеи: они быстро твердеют, не выделяют токсичных паров и обеспечивают прочное соединение. Но даже они не экологичны.
Ученые давно ищут биоразлагаемые нетоксичные клеи из возобновляемого сырья. Пробовали сою, крахмал, хитин, целлюлозу, лигнин, но у всех были проблемы: низкая прочность и невозможность повторного использования.
Команда из из Пекинского лесотехнического университета взяла отходы вискозного производства — ксилан, сложный сахар из клеточных стенок растений. Из него синтезировали клеящую массу, которая:
выдерживает нагрузки до 30 МПа — больше, чем у большинства коммерческих термоклеев;
сохраняет прочность даже при −25°C;
может использоваться больше 10 раз без ухудшения свойств;
не токсична, не содержит растворителей и не выделяет вредных веществ.
Исходный ксилан окисляли, превращая его в диальдегидную форму, а затем восстанавливали в диалкогольную (RDAX). Полученный материал наносили в расплавленном виде, как обычный термоклей. Он глубоко проникал в поры древесины, создавая прочную механическую связь, сообщается на страницах журнала Nature.
Клей держится за счет водородных связей и сил Ван-дер-Ваальса (силы межмолекулярного и межатомного взаимодействия), а также за счет сцепления с поверхностью — физического и химического.
Впервые создан термоклей, сочетающий экологичность, прочность и повторное использование. Он открывает путь к более устойчивой и замкнутой экономике, где даже отходы становятся ценным ресурсом.
Ранее Наука Mail рассказывала, что бактерии займутся заделкой трещин в кирпичной кладке на Луне и Марсе.