胶带用途广泛,不管是工业、商业还是居家,都离不开胶带。不过,一些强力胶带因为不易清除,又耗时费力,给人带来许多烦恼。美国一所大学利用日本剪纸技术,让普通胶带不仅拥有强大黏力,且又容易清除。
胶带的历史可追溯到1920年代。当时为了能使汽车油漆工喷涂车身,人们发明的遮蔽胶带。慢慢地又陆续发明其它变体胶带,包括包装礼物的透明胶带、用于覆盖电线的电工胶带,以及管道胶带等。
后来,科学家采用许多控制黏附力的办法,包括调整胶带上的胶水化学性质、或改变其胶带材质来强化黏性,但这些经过强化的胶带,却变难以撕下来,既使撕下来也容易有残胶黏附在物体上面,且难以重复利用。
美国弗吉尼亚理工大学(Virginia Tech)机械工程团队通过对胶带进行物理切割,在不改变胶带和胶水的化学性质前提之下,达到强化胶带的黏着性和易撕性。这项新研究发表在《自然材料》(Nature Materials)杂志上。
他们的研发灵感源自于日本的剪纸艺术。日本剪纸艺术的特点是通过折叠和切割,将一张原本平板纸变成某种形状甚至三维物体,孩子们在制作纸雪花时经常使用这种方法。
研究人员对含有聚二甲基硅氧烷(PDMS)黏合剂的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)材质的胶带,进行多种样式的切割和比较。发现有U型和箭头型切割的胶带黏性增加最多,而V型次之,最差是一字,但箭头型和V型的黏合方向性过强,不适合快速剥离胶面,因此采用黏合方向适中的U型。
研究团队对胶带切割多个同一方向的U型裂纹后,这一举动可以让这种胶带黏附力,比无切割过的胶带提高60倍,且还可重复使用。另外,这种增强的附着力可以进行超过100次的撕黏周期,都不会有巨大的改变。
这种方法也可使胶带轻松被撕下,只要对准胶带U型的开口面做撕开的动作,就能轻松把胶带从物体上取下,若对U型开口进行反面撕开的动作,则会增加胶带在物体上的黏附能力。