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標題: 美研製出超強且易清除膠帶 [打印本頁]

作者: jiunn36 時間: 2023-7-15 07:53 AM 標題: 美研製出超強且易清除膠帶

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　　膠帶用途廣泛﹐不管是工業﹑商業還是居家﹐都離不開膠帶。不過﹐一些強力膠帶因為不易清除﹐又耗時費力﹐給人帶來許多煩惱。美國一所大學利用日本剪紙技術﹐讓普通膠帶不僅擁有強大黏力且又容易清除。
　　膠帶的歷史可追溯到1920年代。當時為了能使汽車油漆工噴塗車身﹐人們發明的遮蔽膠帶。慢慢地又陸續發明其它變體膠帶﹐包括包裝禮物的透明膠帶﹑用於覆蓋電線的電工膠帶以及管道膠帶等。後來科學家採用許多控制黏附力的辦法﹐包括調整膠帶上的膠水化學性質或改變其膠帶材質來強化黏性﹐但這些經過強化的膠帶﹐卻變難以撕下來﹐既使撕下來也容易有殘膠黏附在物體上面﹐且難以重複利用。
　　美國弗吉尼亞理工大學(Virginia Tech)機械工程團隊通過對膠帶進行物理切割﹐在不改變膠帶和膠水的化學性質前提之下﹐達到強化膠帶的黏著性和易撕性。他們的研發靈感源自於日本的剪紙藝術。日本剪紙藝術的特點是通過折疊和切割﹐將一張原本平板紙變成某種形狀甚至三維物體﹐孩子們在製作紙雪花時經常使用這種方法。研究人員對含有聚二甲基矽氧烷(PDMS)黏合劑的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)材質的膠帶﹐進行多種樣式的切割和比較。發現有U型和箭頭型切割的膠帶黏性增加最多﹐而V型次之﹐最差是一字﹐但箭頭型和V型的黏合方向性過強﹐不適合快速剝離膠面﹐因此採用黏合方向適中的U型。
　　研究團隊對膠帶切割多個同一方向的U型裂紋後﹐這一舉動可以讓這種膠帶黏附力﹐比無切割過的膠帶提高60倍﹐且還可重複使用。另外﹐這種增強的附著力可以進行超過100次的撕黏週期﹐都不會有巨大的改變。這種方法也可使膠帶輕鬆被撕下﹐只要對準膠帶U型的開口面做撕開的動作﹐就能輕鬆把膠帶從物體上取下﹐若對U型開口進行反面撕開的動作則會增加膠帶在物體上的黏附能力。
　　研究團隊還對包裝膠帶﹑醫用膠帶等各種膠帶進行測試。發現膠帶的類型並不重要﹐只要在膠帶上切割出固有的幾何形﹐都能達到在不依賴特定的化學﹑環境條件(潮濕或乾燥)的情況下﹐調節膠帶的黏合力。實驗結果顯示﹐當對膠帶做逆U型方下撕開時﹐U型切口和U型切口之間的縫隙會先被撕下﹐而U型切口地方幾乎不動﹐這導致撕下膠帶的力度需要增加且膠帶也不會出現直線分離。
　　膠帶的前後兩個U型與左右U型的切割距離﹐都會影響膠帶的黏著力。若兩者距離過近會導致這種U型切割帶來的功能性降低。另外﹐實驗中發現這種U型與U型之間的距離帶來的影響﹐與膠帶之間的材料﹑黏著劑和環境濕度關係不大。研究團隊的研究員表示﹐「真正改變膠帶特性的是切口的形狀和大小﹐因此我們不必依賴特定的黏合劑材料。不過﹐我需要按照黏合劑的物理特性和特徵﹐進行不同尺寸的切割。」。
　　研究人員把切割過的膠帶分佈在手套﹑磚頭和機械臂上﹐發現確實能夠有效的增強這些物體的抓力。實驗結果證實﹐膠帶可重複使用﹐可在未來用於抓取機器人﹑牢固附著但易於拆卸的設備﹑監測醫療健康可穿戴電子產品等方面上﹐既可減少組裝和拆卸造成的浪費又便於回收作業。
　　該校的機械工程系助理教授邁克爾·巴特利特(Michael Bartlett)說﹐「我們意識到﹐可以通過膠帶的切口控制膠帶的分離方式﹐這使得黏合劑變得非常堅固且易於去除。這是一項不尋常的發現。」他還表示﹐對未來粘合劑的研發來說﹐這一工藝及其特性令人興奮。

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