Luz y microondas: una nueva era de adhesivos totalmente reciclables

Investigadores presentaron un nuevo adhesivo que se puede curar en casi todo el espectro de luz visible y se puede descomponer utilizando un microondas doméstico, todo ello sin necesidad de disolventes, radiación UV ni altas temperaturas.

Imagínese pegar algo en segundos sin ensuciar, calentar ni disolver. Ahora, también intente imaginar desmontarlo con la misma facilidad usando un microondas de cocina.
Un grupo dirigido por el profesor Shlomo Magdassi, de la Universidad Hebrea de Jerusalem, y la profesora Hanna Dodiuk, del Colegio Shenkar de Ingeniería, Diseño y Arte, en una investigación doctoral de Natanel Jarach, lo ha hecho posible con un adhesivo innovador que se adhiere y despega a pedido y se puede reutilizar varias veces sin perder sus propiedades.
El estudio revela un adhesivo reciclable y sin disolventes que se cura bajo la luz visible y se despega fácilmente con la energía de microondas doméstica.

La paradoja del adhesivo: fuerza vs. sostenibilidad

Abordar los desafíos ambientales de los adhesivos convencionales.
Más del 90% del mercado mundial de adhesivos de 92.600 millones de dólares depende de los termoestables: polímeros y plásticos, como el epoxi y las siliconas, que forman enlaces irreversibles y se acumulan en los vertederos. Incluso las alternativas reciclables, como los adhesivos reversibles basados en la química covalente dinámica, a menudo exigen procesos que consumen mucha energía, como un calentamiento prolongado por encima de 150°C, disolventes tóxicos o rayos UV profundos, o solo permiten el reciclaje comprometiendo el rendimiento. ¿La respuesta? Un polímero dinámico derivado del ácido α-lipoico (ALA), un antioxidante natural, que redefine los ciclos de vida de los materiales.

Diseño de doble activación: Bond como el velcro, recicla como LEGO

El secreto de TetraALA, el nombre del nuevo adhesivo, reside en su estructura molecular de cuatro brazos, sintetizada a través de una reacción en un solo recipiente entre el ácido alfa lipoico y el pentaeritritol. El nuevo adhesivo fotocura en 30 segundos en longitudes de onda visibles (400-650 nm) y mantiene una fuerte adherencia a materiales de vidrio, plástico, aluminio y placas de circuitos (4-6 MPa), ¡e incluso funciona bajo el agua!
La unión es posible gracias a enlaces dinámicos de disulfuro que se bloquean en su lugar durante el curado y se pueden deshacer con una radiación de microondas suave: sin disolventes, sin altas temperaturas.
“Puedes unir el vidrio al metal o al plástico en segundos, y cuando termines, despegarlo con un microondas de cocina”, dijeron los autores. Demostraron que más del 90% del material podía recuperarse después de solo 30 segundos de exposición a microondas. Mejor aún, el adhesivo conserva sus propiedades mecánicas, térmicas y ópticas después de múltiples ciclos de unión y desunión.

La claridad óptica y el alto índice de refracción (1,62) del adhesivo también son adecuados para aplicaciones ópticas como divisores de haz. El equipo incluso demostró que el uso de agua del grifo puede mejorar la fuerza de unión debido a los efectos del intercambio iónico. Además, también han demostrado que este nuevo adhesivo tiene cierto potencial biomédico, ya que logra una resistencia al cizallamiento de 145 kPa en piel de pollo utilizando pegamentos quirúrgicos ligeros de 630 nm, iguales, pero con unión reversible.

El estudio abre nuevas posibilidades para la electrónica de consumo reutilizable, los envases sostenibles, los dispositivos ópticos e incluso los bioadhesivos para pañuelos húmedos. Los autores planean explorar estrategias de reciclaje a escala industrial y los mecanismos subyacentes de disociación de enlaces inducidos por microondas en trabajos futuros.