В настоящее время сборка мобильных телефонов, микроволновых печей, приборный панелей автомобилей и многих других устройств осуществляется при помощи клея (адгезивов). Это быстрый и относительно недорогой способ производства. Однако применение адгезивов усложняет разборку отслужившей своё или поломавшейся электроники на компоненты.
В идеале после "демонтажа" одна часть компонентов должна использоваться повторно, а другая – перерабатываться. Причём запчасти из разных материалов должны перерабатываться различными способами.
Однако в случае, если "внутренности" того или иного устройства намертво склеены между собой, оно отправляется на свалку целиком.
Чтобы решить эту проблему, исследователи из Великобритании разработали клей, способный склеить, а затем – при определённых условиях – "отпустить" элементы конструкции.
Новый материал создан на основе полиуретана с добавлением мельчайших частиц оксида железа Fe3O4.
Под воздействием переменного электромагнитного поля эти частицы нагреваются, клей плавится, и конструкция, созданная с его помощью, распадается на составляющие.
Доля металлических частиц может составлять от 1 до 20%. От этого показателя зависит время, которое необходимо нагревать клей – от пяти минут до 30 секунд, соответственно.
Отмечается, что по прочности новый материал сопоставим с теми, которые сегодня используются в промышленности.
Что особенно приятно, он может склеить, а затем "отпустить" элементы из пластика (поливинилхлорида), дерева, стекла и металла.
"Всего за 30 секунд мы можем открепить предметы, используя относительно слабое магнитное поле. Источник питания, подключенный к индуктору, создаёт электромагнитное поле, которое генерирует тепло в металлических частицах клея и эффективно плавит его, так что различные материалы, которые ранее были скреплены, будут разделены", – поясняет глава научной группы Барнаби Гринлэнд (Barnaby Greenland) из Университета Сассекса.
Стоит отметить, что применение слабого магнитного поля – методика безопасная. Поскольку нагреваются только металлические частицы внутри клея, расклеиваемое устройство можно будет брать голыми руками, и при этом совершенно не чувствовать тепла, говорят химики.
Кстати, технология debond-on-demand ("расклеить по требованию") может быть применима к любому термоклею, что упростит её внедрение в промышленность.
"По сути, у нас может быть большая конвейерная лента с предметами, проходящими через магнитное поле. Конструкция входит [в него] в полностью собранном виде и выходит полностью разобранной", – приводит вдохновляющий пример Гринлэнд.
Стоит отметить, что сегодня вопрос утилизации отходов, в том числе электроники, стоит очень остро. Зачастую склеенные элементы могут быть демонтированы только с использованием растворителей.
"Мы не только спасаем предметы от попадания на свалку, но также сокращаем необходимость использования потенциально вредных веществ. Наш клей – простое и экологически чистое решение довольно масштабной проблемы", – резюмирует Гринлэнд.
Подробнее о своей разработке исследователи рассказывают в статье, опубликованной в журнале European Polymer Journal.
Кстати, ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о другом "обратимом" клее, который поможет в утилизации отходов, а также о суперклее многократного использования.
