Γκέκο

Κολλάνε από τη φύση τους

Τάσεις

Η φύση είναι το εργαστήριο στον υπερθετικό βαθμό, γεμάτη από οργανισμούς που παράγουν συγκολλητικές ουσίες με συγκλονιστικές ιδιότητες.

Κείμενο Isabel Überhoff
μαλλί της γριάς

Πλήρως βιολογικό

Από τη φωτοσύνθεση στο φύλλο του λωτού: Τα εξαίσια έργα που δημιουργεί η φύση μας συναρπάζουν και ενίοτε μας κάνουν 'πράσινους' από τη ζήλια μας. Επιστήμονες εργάζονται στην ανάπτυξη ουσιών και προϊόντων που μιμούνται τα θαύματα της φύσης. Και μάλιστα με αρκετή επιτυχία, όπως αποδεικνύει η εφεύρεση των αυτοκαθαριζόμενων επιφανειών με το περίφημο «φαινόμενο του λωτού» (Lotus Effect). Όμως και όταν το ζητούμενο είναι «κολλητικές ουσίες με πολλαπλές ιδιότητες για όλες τις χρήσεις», η φύση αποτελεί μια ανεξάντλητη πηγή έμπνευσης για την έρευνα. Συγκολλητική δύναμη υπάρχει παντού, όπου υπάρχει ζωή.

 

Για παράδειγμα, η ζάχαρη: Ως κατηγορία χημικών ουσιών, της υποομάδας των υδατανθράκων, σε κυτταρικό επίπεδο η ζάχαρη είναι η κατεξοχήν αποθήκη ενέργειας και ζωτικής σημασίας για την πανίδα και τη χλωρίδα. Όμως δεν είναι μόνο αυτό: Υπό ορισμένες συνθήκες η ζάχαρη μπορεί επίσης να λειτουργήσει ως αποτελεσματική συγκολλητική ουσία. Κάθε παιδί που έχει γλύψει τα δάχτυλα του που κολλάνε αφού καταναλώσει ένα ζαχαρένιο «μαλλί της γριάς» γνωρίζει εξ’ ιδίας πείρας τι σημαίνει αυτό. Γιατί αν για παράδειγμα, λόγω υγρασίας, το νερό και το οξυγόνο, περιεχόμενα στους κρυστάλλους της ζάχαρης διαχωριστούν το ένα από το άλλο, το υδρογόνο, που είναι αντιδραστικό, τείνει να επανασυνδεθεί κολλώντας σε οτιδήποτε βρει.

«Οτιδήποτε βασίζεται στη ζάχαρη είναι τελικά κολλητικό.»
Andreas Westphal,

tesa Analytics

Στα βήματα της φύσης!

Σε ό,τι αφορά στις συγκολλητικές ουσίες, το ζωικό και το φυτικό βασίλειο προσφέρουν μια all-in-one λύση, κατάλληλη για κάθε σκοπό. Σούπερ συγκολλητικό και ταυτόχρονα αναστρέψιμο; Η βλέννα του γυμνοσάλιαγκα είναι η απόδειξη πως αυτό είναι εφικτό. Συγκολλητική δύναμη που διαρκεί μέσα αλλά και έξω από το νερό; Βαλανόστρακα και μύδια τη χρησιμοποιούν με επιτυχία εδώ και χιλιάδες χρόνια. Να μπορεί να αφαιρείται χωρίς να αφήνει ίχνη, και ταυτόχρονα να κολλάει εξίσου καλά τόσο σε λείες όσο και σε τραχιές επιφάνειες; Τα πόδια της σαύρας γκέκο τα καταφέρνουν μια χαρά καθ’ όλη τη διάρκεια της ζωής της. 

Προσαρμοζόμενη συγκολλητική δύναμη, με δυνατότητα αφαίρεσης και κατά προτίμηση επαναχρησιμοποιούμενη: προϊόντα της tesa όπως τα tesa Powerstrips® και τα συστήματα ταχείας στερέωσης συνδυάζουν ήδη τις βασικές αυτές ιδιότητες. Βέβαια, ζητήματα όπως η βιώσιμη παραγωγή και η βιοδιασπασιμότητα παίζουν και αυτά ολοένα πιο σημαντικό ρόλο. «Με χάρτινες κολλητικές ταινίες συσκευασίας και διαδικασίες παραγωγής που δεν περιλαμβάνουν τη χρήση διαλυτών, ερχόμαστε πιο κοντά στη φύση. Όμως, υπάρχουν πολλά ακόμα που μπορούν να γίνουν», λέει ο υπεύθυνος καινοτομίας Bastian Brinkmann, αξιολογώντας τις προοπτικές ενός σχετικά νέου ερευνητικού πεδίου.

γυμνοσάλιαγκας

1,3

τόνοι

Αυτό είναι το βάρος της κολλώδους ουσίας πολυσακχαριτών που εκκρίνει το βακτήριο «Caulobacter crescentus», το οποίο υπάρχει σε επιφάνεια μεγέθους ενός λεπτού του ευρώ. Το πιο ισχυρό συγκολλητικό στον κόσμο.

Πηγή: Spiegel

«Η φύση μπορεί να λειτουργήσει ως πρότυπο με δύο τρόπους: Ως προς τις καινοτόμες λύσεις υψηλής απόδοσης, αλλά προπάντων ως προς τη βιωσιμότητα.»
Bastian Brinkmann,

Διευθυντής Καινοτομίας

ιστός αράχνης

Το όνειρο του ανθρώπου: ο Σπάιντερμαν

Υπεράνθρωποι, υπερδυνάμεις, υπερκόλλα – ονειρευόμαστε να αποκτήσουμε τις δυνατότητες του φαινομενικά αδύνατου. Υφαίνοντας με διαφορετικό τρόπο: Οι ιστοί της αράχνης αψηφούν τον άνεμο και τις καιρικές συνθήκες. Ούτε η υπεριώδης ακτινοβολία, ούτε η βροχή δεν μπορούν να επηρεάσουν τη λειτουργικότητά τους. Ένας τέτοιος στιβαρός 'ιστός' είναι το όπλο του υπερήρωα επιστημονικής φαντασίας Σπάιντερμαν. Όμως ακόμα και στο πλαίσιο της προσγειωμένης έρευνας των συγκολλητικών ουσιών, το ζητούμενο είναι πώς οι άνθρωποι θα μπορέσουν να αξιοποιήσουν τις υπερδυνάμεις του κολλώδους εκκρίματος της αράχνης. Επιστήμονες με αντικείμενο τα πολυμερή από το πανεπιστήμιο του Akron (ΗΠΑ) ήρθαν πιο κοντά στο να απαντήσουν το πώς μπορεί κάτι να κολλάει αξιόπιστα ακόμα και σε συνθήκες υψηλής υγρασίας: υγροσκοπικά στοιχεία που περιέχονται στο έκκριμα της αράχνης απορροφούν την υγρασία και την επιστρέφουν αβλαβώς στη δομή του ιστού.

Ένα άλλο παράδειγμα για την αναζήτηση πλεονεκτημάτων που εξασφαλίζει η ανάπτυξη βιοσυγκολλητικών ουσιών είναι ένα πολυετές ερευνητικό πρόγραμμα που υλοποιείται στο Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Αμβούργου (Γερμανία) με συμμετοχή και της tesa. Το πρόγραμμα περιλαμβάνει τη διερεύνηση των δυνατοτήτων αξιοποίησης της λιγνίνης, ενός συστατικού του ξύλου, για παράδειγμα, στην χρήση της στις συγκολλητικές ουσίες. Το πιο συνηθισμένο πολυμερές στη φύση μπορεί να αποτελέσει μια εναλλακτική στις εφαρμογές που βασίζονται στο πετρέλαιο. Σε αντίθεση με την ορυκτή πρώτη ύλη, οι πηγές λιγνίνης, όπως το ξύλο και το καλάμι, είναι ανανεώσιμες πρώτες ύλες που μπορούν να καλλιεργούνται και κατά την καύση τους παράγουν μόνο όσο διοξείδιο του άνθρακα έχουν αποθηκεύσει.

shutterstock_110949389

Η μελέτη της βιοχημικής δομής φυσικών συγκολλητικών φαινομένων, των ιδιοτήτων τους, των πλεονεκτημάτων τους και της δυνητικής αξιοποίησής τους δεν βρίσκεται παρά στην αρχή. Πρόκειται, ωστόσο, για μια πολλά υποσχόμενη αρχή, όπως καταδεικνύουν παλαιότερα ευρήματα και εξελίξεις. Όταν στεγνώνει, η παχύρευστη βλέννα του σαλιγκαριού δημιουργεί ένα δυνατό συγκολλητικό, στερεό δεσμό στις επιφάνειες. Αμέσως μόλις η βλέννα υγροποιηθεί, αυτός ο δεσμός μπορεί εύκολα να διαρραγεί επιτρέποντας την αποκόλληση. Το 2019, επιστήμονες στο πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια (ΗΠΑ) κατάφεραν να αναπτύξουν μια γέλη πολυμερών με αντίστοιχες ιδιότητες. Ανάλογα με την περιεκτικότητα σε νερό, μεταβάλλεται από μια αποκολλήσιμη-ελαστική μάζα στη σκληρή σαν γυαλί μάζα μιας υπερκόλλας και αντίστροφα. Στην αναζήτηση καινοτομιών, τα εργαστήρια της tesa ταυτοποίησαν μια εκπληκτική τεχνολογία με κολλητικές ιδιότητες αντίστοιχες της σαύρας γκέκο. Λύσεις που θα επιτρέπουν την αφαίρεση χωρίς κατάλοιπα και την επαναλαμβανόμενη χρήση σε διάφορα υποστρώματα, ακόμα και σε τραχιές ή βρώμικες επιφάνειες, έρχονται όλο και πιο κοντά στο να γίνουν πραγματικότητα.