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De nouveaux bioadhésifs forment des liaisons adhésives qui se renforcent dans l’eau

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De nouveaux bioadhésifs forment des liaisons adhésives qui se renforcent dans l’eau

Résumé graphique. crédit: Matériaux et interfaces appliqués ACS (2023). est ce que je: 10.1021/acsami.3c04009

Les formulations adhésives en instance de brevet développées à l’Université Purdue à partir d’ingrédients d’origine biologique entièrement durables créent des liaisons qui deviennent plus fortes lorsqu’elles sont sous l’eau ou exposées à des conditions humides.


Gudrun Schmidt, professeur agrégé au département de chimie de l’Université Purdue, et une équipe de chercheurs ont développé les formulations à partir de zéine, une protéine présente dans le maïs, et d’acide tannique. Un article sur les recherches de l’équipe a été publié dans la revue Matériaux et interfaces appliqués ACS.

Les formulations adhésives peuvent être développées et utilisées dans la restauration des récifs coralliens et avoir des applications dans les industries de la construction, de la fabrication, biomédicale, dentaire, alimentaire et cosmétique.

Plus fort dans l’eau

Schmidt et ses collègues ont mené des expériences d’adhésifs sous-marins avec leurs formulations, en utilisant différentes surfaces et différentes eaux, notamment l’eau de mer, la saumure, l’eau du robinet et l’eau déminéralisée.

« Il est intéressant de noter que le type d’eau n’affecte pas les performances de manière significative, mais le type de substrat, oui », a déclaré Schmidt. « Une autre découverte inattendue était que la force des liaisons augmentait avec le temps lorsqu’elles étaient exposées à l’eau, ce qui est contraire aux expériences générales de travail avec des adhésifs traditionnels à base de pétrole. L’adhérence initiale sous l’eau était plus forte que l’adhérence au-dessus de la table, ce qui suggère que l’adhérence initiale sous l’eau était plus forte que l’adhérence au-dessus de la table. l’eau aide à fixer la colle. » Elle colle sous l’eau.

Une peau protectrice se forme à la surface des adhésifs lorsqu’ils sont placés sous l’eau, empêchant l’eau de pénétrer immédiatement dans le reste du matériau.

« Mais une fois que la peau est en place, elle peut être brisée pour favoriser une formation de liaison plus rapide », a déclaré Schmidt.

Les expériences ont également indiqué une liaison maximale à environ 30°C, puis une nouvelle augmentation à des températures plus élevées.

Schmidt a déclaré que le processus de fabrication des formulations adhésives est un processus court.

« Nous pouvons utiliser des matières végétales peu coûteuses et provenant de sources durables pour fabriquer un gallon de colle en quelques heures », a déclaré Schmidt. « Les adhésifs sont faciles à fabriquer en laboratoire ou en extérieur, partout sur la planète. »

Demande de formulations non toxiques

D’autres chercheurs formulent des adhésifs qui imitent les adhésifs que les moules, les balanes, les huîtres et les vers de châteaux de sable utilisent pour adhérer aux fonds marins et à d’autres surfaces humides, a déclaré Schmidt. Cependant, ces formulations les plus performantes sont entièrement synthétiques.

« De longs processus de synthèse utilisant des produits chimiques agressifs pourraient entraver son développement futur », a déclaré Schmidt. « La demande augmente pour des matériaux non toxiques, des matériaux issus de sources durables et un impact environnemental minimal. En conséquence, plusieurs groupes se sont tournés vers le développement de nouveaux systèmes adhésifs et le recyclage des anciens systèmes adhésifs en utilisant la biochimie ou la biochimie. »

La demande croissante de matériaux non toxiques a conduit à la création d’adhésifs destinés aux applications biomédicales. Les adhésifs obtenus ont des propriétés similaires à celles des tissus mous. Les bioadhésifs ont d’autres applications, a déclaré Schmidt.

« Une fois que vous quittez le domaine biologique et biomédical, il existe tout un monde d’autres applications qui nécessitent des métaux, des plastiques, du bois et des substrats inorganiques qui ont besoin d’adhésifs pour fonctionner en présence d’eau », a déclaré Schmidt. « Les applications alimentaires, orales et cosmétiques sont moins restrictives en ce qui concerne la pureté des matières premières. Les polymères de qualité alimentaire peuvent souvent être utilisés pour fabriquer des adhésifs humides. Nous travaillons également sur des applications dentaires, en essayant de créer des liaisons dans cet environnement humide et difficile. »

Restauration des récifs coralliens

Une autre application particulièrement intéressante des formulations adhésives de Purdue en instance de brevet est la restauration des récifs coralliens, a déclaré Schmidt.

« De nombreux efforts majeurs sont déployés partout dans le monde pour faire pousser de jeunes coraux afin de remplacer ces structures déjà mortes », a déclaré Schmidt. « Le principal obstacle à ces efforts est le manque d’adhésifs sous-marins adaptés à cette application. »

Schmidt et son équipe de recherche travaillent avec… Fondation pour la restauration des coraux-Envoyer différentes combinaisons à tester.

« Nous avons récemment visité les Florida Keys pour tester certaines formulations dans des seaux remplis d’eau de mer », a déclaré Schmidt. « C’est formidable de voir notre travail en dehors du laboratoire de recherche et dans le monde humide réel. »

Vanor Montoya Maia, responsable du programme de restauration des coraux au CRF, a déclaré que la Coral Restoration Foundation est constamment à la recherche du moyen le plus efficace et le plus efficace pour faire pousser des coraux sur les sites récifaux.

« Disposer de différentes alternatives signifie que différentes espèces et habitats peuvent être cultivés avec des résultats positifs », a déclaré Montoya-Maia. « Des collaborations scientifiques comme celle-ci nous permettent de tester et d’affiner les méthodes avant la restauration traditionnelle. Les premiers résultats sur le terrain sont très encourageants et nous continuerons à fournir des commentaires aux chercheurs de Purdue pour garantir que le produit final réussit systématiquement dans plusieurs objectifs de restauration. »

Plus d’information:
Gudrun-Schmidt et al., Collage sous-marin utilisant un adhésif d’origine biologique composé d’acide tannique et de protéine Zine, Matériaux et interfaces appliqués ACS (2023). est ce que je: 10.1021/acsami.3c04009

Fourni par l’Université Purdue

la citation: De nouveaux bio-adhésifs forment des liaisons adhésives qui deviennent plus fortes dans l’eau (7 septembre 2023) Extrait le 7 septembre 2023 de https://phys.org/news/2023-09-bio-based-adhésif-bonds-stronger.html

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Les scientifiques ont observé la peinture sécher : les motifs déroutants ont révélé un monde de mouvement et de mystère.

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Les scientifiques ont observé la peinture sécher : les motifs déroutants ont révélé un monde de mouvement et de mystère.

Les chercheurs ont découvert que le motif de la peinture séchée est affecté par la concentration du pigment et la température à laquelle elle sèche. Etudier à l’ACS Langmuir Il a révélé que les gouttelettes contenant moins de pigment ou placées sur des surfaces froides ressemblaient à des « œufs au plat » une fois séchées, tandis que celles contenant plus de pigment ou séchées à des températures plus élevées semblaient plus uniformes. Les résultats indiquent qu’en ajustant la concentration en pigment et la température de séchage, on peut contrôler l’aspect final de la peinture séchée.

Le modèle de séchage de la peinture est affecté par la concentration du pigment et la température de séchage, les ajustements de ces facteurs permettant de contrôler l’apparence finale de la peinture.

Un déversement de café laisse une tache sombre sur le pourtour de la flaque d’eau lorsqu’il sèche. Mais lorsque la peinture sèche, certains ressemblent à des « œufs au plat », avec des « jaunes » colorés entourés de halos d’un blanc pur, tandis que d’autres semblent uniformes. Pour comprendre cet écart, les chercheurs rapportent dans la revue ACS Langmuir Regardez littéralement la peinture sécher. Ils ont découvert que la concentration et la température des pigments affectent la façon dont le liquide cristallise et s’évapore, informations qui peuvent aider à contrôler les motifs de la peinture séchée.

La peinture contient un mélange de matériaux, notamment des résines, des pigments, des additifs et des solvants tels que l’eau. En raison de la composition complexe de la peinture, diverses réactions chimiques jouent un rôle lorsque les gouttelettes de peinture s’évaporent, ce qui peut parfois conduire à des motifs indésirables ou à des microfissures. En général, les artistes et les peintres en bâtiment souhaitent une répartition uniforme des pigments après avoir appliqué la peinture sur la surface. Mais on ne sait pas vraiment comment éviter la formation de motifs lorsque le liquide sèche. Ainsi, Stella Ramos, Catherine Barentin et leurs collègues ont voulu étudier les facteurs qui affectent l’évaporation de la peinture à l’eau.

Séchage des motifs de peinture

À mesure que les gouttes de peinture sèchent, elles peuvent ressembler à un « œuf au plat » (image de gauche, la barre d’échelle est d’un millimètre) ou développer une répartition plus uniforme du pigment (image de droite). Crédit : Adapté de Langmuir 2023, DOI : 10.1021/acs.langmuir.3c01605

Les chercheurs ont préparé cinq mélanges de peinture acrylique à base d’eau et d’eau, puis ont déposé les solutions sur des lames de verre chauffées. Au fur et à mesure de l’évaporation du liquide, ils ont analysé et photographié le sédiment, et ont observé trois phénomènes :

  • Initialement, il y avait des flux de liquide entrants et sortants concurrents : flux entrant du substrat chaud vers le sommet plus froid de la goutte, et retrait vers l’extérieur du flux capillaire.
  • Finalement, la gélification de la suspension de peinture augmente la viscosité et ralentit le mouvement du pigment.
  • L’étape finale de séchage maintient les colorants en place sur la surface de la lame.

La quantité de pigment et la température de la surface du verre affectaient la taille, la forme et le motif des gouttelettes de peinture séchées. Les chercheurs ont constaté que des gouttelettes contenant des concentrations de colorant plus faibles se déposaient sur la surface à la température la plus basse de 86 degrés. F Les particules colorées s’accumulent au centre, lui donnant un aspect « œuf au plat ». Avec plus de pigments et des températures plus élevées allant jusqu’à 176°F, le motif séché est devenu plus uniforme et avait une répartition uniforme de la couleur sur tout le cercle.

Pour contrôler l’apparence de la peinture séchée, la concentration en pigments et la température de la surface peuvent être ajustées en fonction du motif final souhaité, expliquent les chercheurs.

Référence : « Séchage des gouttes de peinture en suspension : des « œufs au plat » aux motifs semi-homogènes » par Stella M. M. Ramos, Damien Suberand, Rémi Volkrand et Katherine Barentin, 14 septembre 2023, Langmuir.
est ce que je: 10.1021/acs.langmuir.3c01605

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Champs de glace, lait glaciaire et montée des mers

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Champs de glace, lait glaciaire et montée des mers

Cette image de Copernicus Sentinel-2 montre des glaciers et des lacs dans le champ de glace du sud de la Patagonie, entre le Chili et l’Argentine. En tant qu’indicateurs critiques du changement climatique, le retrait de ces glaciers au cours des dernières décennies a des conséquences sur l’élévation du niveau de la mer. Crédit : Contient des données Copernicus Sentinel modifiées (2023), traitées par l’Agence spatiale européenne, CC BY-SA 3.0 IGO

Le champ de glace du sud de la Patagonie, qui s’étend entre le Chili et l’Argentine, est l’une des plus grandes masses de glace en dehors des régions polaires. Une image récente de Copernicus Sentinel-2 met en évidence de superbes glaciers et lacs aigue-marine.

Une partie du champ de glace du sud de la Patagonie avec ses glaciers blancs et ses lacs aigue-marine est montrée sur cette image Copernicus Sentinel-2 prise le 10 janvier 2023.

Le champ de glace, qui chevauche la frontière du Chili et de l’Argentine, s’étend sur plus de 350 kilomètres (220 miles) à travers les Andes de Patagonie et constitue l’une des plus grandes masses de glace sur Terre en dehors des régions polaires.

Composition et caractéristiques du champ de glace

Les champs de glace sont formés par des accumulations de neige qui se transforment en glace au cours des années de compression et de gel. Façonnés par la topographie sous-jacente, les glaciers se forment souvent aux bords d’un champ de glace.

Sur cette image, la masse de glace alimente plusieurs glaciers plus petits et plus grands, dont le glacier Perito Moreno d’Argentine dans le coin supérieur droit. Perito Moreno se trouve sur un canal étroit, alimentant le lac Argentino et formant un barrage de glace qui sépare le corps principal du lac, représenté ci-dessus en turquoise, de son bras sud, représenté en gris.

Lacs, sédiments et glaciers

De nombreux lacs de la région sont alimentés par l’eau provenant de la fonte des glaciers. La couleur de l’eau varie du bleu foncé au gris en fonction de la quantité de sédiments fins en suspension présents. Ces dépôts sont appelés « lait glaciaire » et sont le résultat de l’érosion lorsque les glaciers coulent sur la roche sous-jacente.

Le plus grand glacier visible dans la partie inférieure de l’image est le glacier Grey, dont l’extrémité est divisée en trois parcelles de terrain. Il est situé dans le parc national Torres del Paine., L’une des plus grandes entreprises du Chili. Le nom du parc vient des trois pics de granit distinctifs de Torres del Paine, qui apparaissent dans le coin inférieur droit de l’image.

Morens et indicateurs du changement climatique

Les lignes sombres qui suivent l’écoulement de la plupart des glaciers sont des moraines : des accumulations de roches, de terre et d’autres débris déposés par le glacier. En regardant de plus près l’extrémité de certains glaciers, nous pouvons voir comment les icebergs se sont détachés et flottent désormais dans les fjords et les lacs.

Les glaciers sont les plus grands réservoirs d’eau douce de notre planète. La vitesse à laquelle ils peuvent fondre ou croître est l’un des meilleurs indicateurs du changement climatique. La disparition des glaciers est l’une des principales causes de l’élévation du niveau de la mer. De nombreux glaciers de Patagonie ont reculé au cours des 50 dernières années. Les données satellitaires peuvent aider à surveiller les changements dans la masse, l’étendue et l’épaisseur des glaciers, et donc leur contribution à l’élévation du niveau de la mer.

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La dernière super lune de 2023 est la Harvest Moon de cette année, visible vendredi – The Irish Times

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La dernière super lune de 2023 est la Harvest Moon de cette année, visible vendredi – The Irish Times

La dernière super lune de 2023 sera visible vendredi soir, avec une vue légèrement plus basse samedi.

Une super lune se produit lorsque la Lune est à son point le plus proche de la Terre. En conséquence, elle peut paraître jusqu’à 30 % plus brillante que lorsqu’elle est à son point le plus éloigné, ce qui signifie qu’il s’agit de la pleine lune la plus grande et la plus brillante que les gens auront jamais vue.

L’Autorité irlandaise d’astronomie a exhorté les gens à sortir pour voir la dernière super lune de 2023, ajoutant qu’elle apparaîtra « presque aussi belle samedi » qu’elle décroît.

« L’équinoxe a eu lieu le 23 septembre et la pleine lune la plus proche de cette date est appelée la Lune des récoltes. Ce n’est donc pas seulement la Lune des récoltes de cette année, c’est aussi la quatrième et dernière super lune de 2023 », a déclaré David Moore, rédacteur en chef. de l’astronomie irlandaise.

Journal d’astronomie irlandaise Les gens sont invités à soumettre des photos ou des commentaires écrits de leurs observations qui seront publiés dans une revue spéciale de l’événement.

« Le meilleur moment pour observer est au lever de la lune, qui correspond au coucher du soleil, lorsqu’un autre effet appelé « illusion de la lune » entre en jeu, qui peut faire « apparaître » la lune plus grande à la combinaison œil/cerveau humain. » dit M. Moore.

« Les gens deviennent très créatifs lors de ce ‘super lever de lune’ et font la queue devant des bâtiments, des sculptures, des paysages et même des amis et des familles pour prendre des photos très créatives. Nous souhaitons les présenter dans le magazine Astronomy Ireland et nous espérons que les gens les diffuseront. l’île et nous envoient leurs plus belles photos pour la question de la lune », a-t-il déclaré. Notre géant.

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Le meilleur moment pour voir la lune est le vendredi à partir de 19h18 en Irlande. Samedi, la lune se lèvera à 19h31.

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