معهد فراونهوفر IAP يطور مواد لاصقة دقيقة مغلفة

أخبار ar.wedoany.com، طور معهد فراونهوفر لتطبيقات البوليمرات IAP (Fraunhofer Institute for Applied Polymer Research IAP) في ألمانيا تقنية مواد لاصقة دقيقة مغلفة، حيث يتم تغليف مكونات المادة اللاصقة ثنائية المكون داخل كبسولات دقيقة، ويتم تحفيز تفاعل الالتصاق عند الضغط عليها، دون الحاجة إلى خطوات معالجة إضافية.

تتيح تقنية الوصل اللاصق إمكانية ربط المكونات على مساحات كبيرة، والجمع بين مواد مختلفة، وتعزيز الهياكل خفيفة الوزن. ومع ذلك، في الممارسة الصناعية، يتضمن تطبيق المادة اللاصقة عادةً خطوات إضافية مثل القياس والتوزيع والمعالجة، كما أن التعامل المباشر مع مكونات المادة اللاصقة التفاعلية يفرض متطلبات أعلى على السلامة المهنية والتحكم في العملية وتدريب المشغلين. كما أن قوة التصاق الأشرطة اللاصقة التقليدية قد تتغير بمرور الوقت بسبب اختلاف أنظمة المواد ودرجة الحرارة والركائز والأحمال.

لمواجهة هذه التحديات، طور معهد فراونهوفر IAP، ضمن إطار مجموعة فراونهوفر التميزية للمواد القابلة للبرمجة CPM (Fraunhofer Cluster of Excellence Programmable Materials CPM)، كبسولات دقيقة جديدة. تحتوي كل كبسولة على أحد مكونات نظام المادة اللاصقة ثنائية المكون، ويظل النظام في حالة خاملة طالما بقيت الكبسولات سليمة. عند تطبيق الضغط، تنفجر الكبسولات، ويتلاقى المكونان ويتشابكان، مما يشكل رابطة قوية على سطح التلامس. تتم هذه العملية في درجة حرارة الغرفة، دون الحاجة إلى خطوات معالجة إضافية.

يكمن التحدي التقني الرئيسي في عملية التغليف نفسها، حيث قد تتفاعل المادة اللاصقة التفاعلية ثنائية المكون مع المواد الكيميائية المستخدمة في تشكيل غلاف الكبسولة. وفقًا للدكتور كريستيان نويمان (Dr Christian Neumann)، العالم في معهد فراونهوفر IAP، يمكن من خلال الضبط الدقيق لكيمياء الكبسولة الحفاظ على نشاط مكونات المادة اللاصقة، وتحقيق تغليف موثوق، وقابلية للتخزين والمعالجة، وفتح انتقائي عند الضغط. نظرًا لأن المادة اللاصقة تُنشط فقط أثناء خطوة الربط، فإن الاتصال المباشر للمشغلين بالمكونات التفاعلية يقل. يركز الباحثون على أنظمة المواد اللاصقة الخالية من الإيزوسيانات، القائمة على الأكريلات أو الإيبوكسيدات، مما يجعل هذه التقنية جذابة للشركات التي ترغب في تجنب التركيبات المحتوية على الإيزوسيانات.

في مرحلة التطوير التالية، سيتم تطبيق الكبسولات الدقيقة على مواد حاملة مسطحة، مثل الركائز النسيجية أو التريكو الليفي، مما يجعل المادة اللاصقة مادة وسيطة قابلة للتحديد الموضعي، تُنشط فقط عند الربط. تشمل التطبيقات المحتملة تكديس البطاريات في صناعة السيارات، والهندسة الميكانيكية، وتصنيع الإلكترونيات، والمكونات الهيكلية الدقيقة ذات القنوات الدقيقة، حيث تكون طرق القياس والتوزيع التقليدية عالية المتطلبات تقنيًا أو غير مفضلة اقتصاديًا. يتم حاليًا تقييم قوة الالتصاق بالتعاون مع معهد فراونهوفر لأدوات الآلات وتكنولوجيا التشكيل IWU (Fraunhofer Institute for Machine Tools and Forming Technology IWU). في مصنع فراونهوفر التجريبي لتخليق ومعالجة البوليمرات PAZ (Fraunhofer Pilot Plant Centre for Polymer Synthesis and Processing PAZ)، يمكن إنتاج الكبسولات الدقيقة على نطاق يصل إلى عدة أطنان، مما يوفر مواد كافية للاختبارات الموجهة نحو التطبيق. يبحث المعهد حاليًا عن شركاء صناعيين وبحثيين للمساهمة بمكونات محددة، أو مواد حاملة، أو عمليات تجميع.