Los dispositivos microelectrónicos integrados modernos suelen ser difícilmente reparables y difíciles de reciclar. Los adhesivos desprendibles con recursos sostenibles, bajos residuos y estrategias inteligentes de reparación/reciclaje desempeñan un papel clave en la transición hacia una economía circular. en el diario Química aplicadaun equipo de investigación ha introducido una forma de crear adhesivos que se pueden desactivar “cuando se le ordene”.
Su inspiración provino de los maestros de la adhesión submarina: los músculos. Ya se han desarrollado adhesivos inspirados en mejillones antes. Estas nuevas versiones se basan en la poliadición de tiol-catecol, que crea polímeros con conectividades adhesivas de tiol-catecol (TCC, anillos aromáticos de seis miembros sustituidos con tiol con dos grupos OH vecinos responsables de fuertes propiedades adhesivas). El truco es que cuando los grupos catecol del polímero adhesivo se oxidan a quinonas (anillos de seis miembros con dos átomos de oxígeno unidos por un doble enlace), la fuerza adhesiva se reduce drásticamente.
Cambiando la estructura básica de los monómeros se pueden controlar las propiedades del polímero. Kanan Balasubramanian, Hans Brunner y su equipo en la Universidad Humboldt de Berlín, el Instituto Leibniz de Ciencias Analíticas (ISAS, Berlín, Alemania), la Universidad Nacional de General San Martín (Buenos Aires, Argentina), el Instituto Fraunhofer de Investigación Aplicada de Polímeros (Potsdam – Golm, Alemania) y la empresa Henkel (Düsseldorf, Alemania) han desarrollado dos variantes de adhesivos TCC con fuerte adhesión y resistencia al corte.
Los precursores peptídicos biscatecol de didopa de origen biológico, que se encuentran de manera similar en los músculos, se compararon con sus análogos de origen fósil. Ambos adhesivos funcionan bien bajo el agua y son insensibles al oxígeno atmosférico y a los agentes oxidantes débiles. Sin embargo, pierden su viscosidad por oxidación con el peryodato de sodio (NaIO), que es fuertemente oxidante.4), de modo que los restos de adhesivo se puedan retirar fácilmente o limpiar la base en una sola pieza.
Mientras que la oxidación de los adhesivos fósiles desactiva el catecol, pero también hace que el adhesivo sea más hidrofóbico, el tipo de base biológica exhibe desactivación sin volverse dramáticamente más hidrofóbico debido a otras propiedades peptídicas. Brunner explica: “La multifuncionalidad es típica de los biomateriales, en los que a menudo sólo se desactivan funciones clave y el material no sufre muchos cambios. Esta situación permite mecanismos de desadherencia mucho más eficientes, lo que reduce la fuerza adhesiva del geo.type en una base del 99%”. La razón de la mala pasivación de los adhesivos de origen fósil (60 %) reside en la compensación, ya que los polímeros hidrófobos también son muy buenos adhesivos.
A largo plazo, el consorcio está trabajando en sustituir la oxidación química por oxidación electroquímica directa, lo que podría resultar interesante, por ejemplo, para reparar teléfonos móviles.
