Ученые раскрыли атомные механизмы сцепления пластика с металлом

Исследователи из Университета Осаки изучили на атомном уровне, как пластик сцепляется с металлом без использования клея. Их открытие поможет создавать более прочные и легкие материалы для транспорта.

Иерархическое представление прямой связи полимер-алюминий на разных масштабах. Автор: Университет Осаки

Ученые использовали молекулярно-динамическое моделирование для анализа адгезии полиамидов (нейлона) к поверхности оксида алюминия. Исследовались два типа полимеров: гибкий PA6 и жесткий PAMXD6 с ароматическими кольцами.

«Молекулярные механизмы, определяющие прочность связи этих материалов на границе раздела, оставались неясными», — пояснил ведущий автор исследования Такуя Кувахара.

Исследование показало, что прочность сцепления зависит как от химии полимера, так и от обработки поверхности металла. До начала необратимой деформации жесткий PAMXD6 лучше сопротивляется растяжению. После деформации поведение меняется: на гидроксилированных поверхностях PAMXD6 отслаивается, а PA6 реорганизуется без полного отсоединения.

«Понимая, как молекулярная структура и химия поверхности взаимодействуют, мы можем создать более прочные и легкие соединения, которые помогут снизить вес транспортных средств и энергопотребление», — отметил Кувахара.

Эти открытия позволяют перейти от метода проб и ошибок к целенаправленному проектированию материалов, что способствует созданию более экологичного транспорта.

Дополнительная информация: Исследование опубликовано в журнале Communications Materials. DOI: 10.1038/s43246-025-00977-y