Для чего вообще нужен клей: ученые скрепили металл и дерево с помощью… звука

Австрийские ученые могут кардинально изменить производство, скрепив дерево и металл без клея. Звук или 3D-печать создают сверхпрочное соединение на уровне пор без использования клея.

• Исследование назвало лучшую политику для уменьшения выбросов парниковых газов

Детали

Хотя промышленные клеи отлично подходят для соединения различных компонентов, они не очень полезны для окружающей среды, особенно клеи, изготовленные из химических веществ на основе нефти. Они не только требуют кучу энергии и ресурсов при производстве и могут быть вредны для работников, но и создают вредные загрязнители. Они могут загрязнять почву и грунтовые воды, выделяясь из выброшенных предметов.

Несмотря на то, что есть экологически чистые клеи, исследователи из Технологического университета Граца (TU Graz) в Австрии применили другой подход. Фактически два других подхода, оба из которых достигли скрепления между различными типами древесины и двумя типами пластика, нержавеющей стали и титанового сплава.

В первом методе исследователи использовали процесс 3D-печати, который они назвали "добавлением". Ученые печатали разные материалы непосредственно на кусок необработанной древесины так, чтобы они проникали в ее поры. Прочность соединения была такой же, как и с использованием клея. Затем ученые разъединяли материалы и обнаруживали в порах дерева полимер, а в полимере древесные волокна. Это показывает, что разрыв произошел не в месте соединения, а в древесине и полимере.

Команда считает, что напечатанные на 3D-принтере связи можно было бы сделать еще более прочными, если бы древесину протравливали с помощью лазеров для создания более сложных структур или более крупных пор для соединения другого материала. Но учёные пытались делать минимум шагов и без химикатов.

Второй метод соединения, который придумали исследователи, назывался "ультразвуковое соединение". Он создавался с помощью инструмента под названием сонотродом. Высокочастотные звуковые волны с низкой вибрацией ссылались по месту соединения древесины и металлических полимеров. Это создавало трение, которое генерировало достаточно тепла для скрепления материалов. По словам учёных, эта техника особенно хорошо подходит для соединения больших компонентов.

Новые экологичные методы соединения, по мнению исследователей, можно применять в производстве мебели, автомобилей и самолетов.

Ранее мы рассказывали об исследовании, которое показало, как люди могли убивать гигантских животных вроде мамонтов.