چرا کندن چسب از چسباندن آن سخت تر است!

چسباندن نوار چسب یا یادداشت های چسبناک به راحتی روی سطوح امکان پذیر است، اما جدا کردن آنها دشوار. این پدیده که به نام هیسترزیس(hysteresis) چسبندگی شناخته می‌شود، اساساً در مواد نرم و الاستیک قابل مشاهده است: تماس چسب راحت‌تر از کنده شدن ایجاد می‌شود. محققان دانشگاه فرایبورگ، دانشگاه پیتسبورگ و دانشگاه آکرون در ایالات متحده اکنون دریافته اند که این هیسترزیس چسبندگی ناشی از زبری سطح مواد نرم چسبنده است. از طریق ترکیبی از مشاهدات و شبیه‌سازی‌های تجربی، این تیم نشان داد که زبری در فرآیند جداسازی اختلال ایجاد می‌کند و باعث می‌شود که مواد در حرکت‌های کوتاه و ناگهانی جدا می شوند، که بخش‌هایی از پیوند چسب را به تدریج آزاد می‌کند. دکتر آنتوان سانر و پروفسور لارس پاستوکا از دپارتمان مهندسی میکروسیستم ها liv MatS در دانشگاه فرایبورگ، دکتر نیتیانشو کومار و پروفسور دکتر علی دینوجوالا از دانشگاه آکرون و پروفسور دکتر دکتر Tevis Jacobs از دانشگاه پیتسبورگ نتایج خود را در مجله Science Advances منتشر کرده است .

سانر می‌گوید: «یافته‌های ما امکان کنترل ویژه خواص چسبندگی مواد نرم را از طریق زبری سطح فراهم می‌کند. آنها همچنین اجازه خواهند داد تا برنامه های جدید و بهبود یافته در رباتیک نرم یا فناوری تولید در آینده توسعه یابد.

تاکنون محققان این فرضیه را مطرح کرده اند که اتلاف انرژی ویسکوالاستیک باعث هیسترزیس چسبندگی در جامدات نرم می شود. به عبارت دیگر، انرژی برای گرما در ماده از دست می‌رود، زیرا در چرخه تماس تغییر شکل می‌دهد: در هنگام تماس فشرده می‌شود و در حین آزاد شدن منبسط می‌شود. این تلفات انرژی حرکت سطح تماس را خنثی می کند، که باعث افزایش نیروی چسب در حین جداسازی می شود، یعنی تشکیل پیوندهای شیمیایی در سطح تماس نیز به عنوان علت مطرح شده است. در اینجا هر چه تماس طولانی تر باشد، چسبندگی بیشتر است. سانر می گوید: “شبیه سازی های ما نشان می دهد که پسماند مشاهده شده را می توان بدون این مکانیسم های اتلاف انرژی خاص توضیح داد. تنها منبع اتلاف انرژی در مدل عددی ما، حرکت پرش ناگهانی لبه تماس است که توسط زبری القا می شود.” .

این حرکت پرش ناگهانی در شبیه‌سازی‌های محققان فرایبورگ و در آزمایش‌های چسبندگی دانشگاه آکرون به وضوح قابل تشخیص است. کومار توضیح می‌دهد: «تغییر ناگهانی سطح تماس قبلاً در دهه ۱۹۹۰ به‌عنوان علت احتمالی پسماند چسبندگی ذکر شد، اما کار نظری قبلی روی این موضوع به ویژگی‌های سطح ساده‌شده محدود می‌شد. جاکوبز می گوید: “ما برای اولین بار در محاسبه پسماند چسبندگی برای زبری سطح واقعی موفق شدیم. این بر اساس کارایی مدل عددی و توصیف بسیار دقیق سطح انجام شده توسط محققان دانشگاه پیتسبورگ است.”


.Materials provided by University of FreiburgNote: Content may be edited for style and length

نظرات خود را با ما درمیان بگذارید

دیدگاهتان را بنویسید

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

مطالب مرتبط

به کمک نیاز داری؟ با ما در تماس باشید!
شروع گفتگو
سلام! برای چت در WhatsApp روی یکی از اعضای زیر کلیک کنید
معمولا در عرض چند دقیقه پاسخ می دهیم

سوال خود را مطرح کنید

سوال خود را مطرح کنید

سوال خود را مطرح کنید

سوال خود را مطرح کنید

سوال خود را مطرح کنید