熱可塑性ゴケに触発された合成接着剤のせん断接着強度は材料限界を超える

自然のゴケのアレイの摩耗のない動的摩擦が最近、滑らかな基板上で30,000サイクルにわたり報告されました。これらの発見を受けて、ロボットの足など高サイクル用途のために、剛性ポリマーのゴケに触発された合成接着剤が提案されました。本研究では、ガラス表面上での接触の繰り返しサイクル中の高密度ポリエチレン（HDPE）およびポリプロピレン（PP）マイクロファイバーアレイの挙動を、40 kPa未満の正規事前荷重で調査します。10,000サイクル後に、繊維アレイは300 kPaの元のせん断応力の54%を維持しており、繊維先端に顕著な塑性変形が見られました。この変形は、高い接着力による繊維先端のせん断誘発塑性クリープ、接着剤の摩耗、または熱効果が原因である可能性があります。これらの繊維アレイには基本的な材料限界が達成されたと仮定し、将来のゴケ合成接着剤の設計は、損傷を回避するために生成される高接着力を考慮に入れる必要があると考えています。合成材料と自然のゴケアレイは同様の弾性係数を持つものの、合成材料はゴケのような摩耗のない動的摩擦を示しません。