Є таке жартівливе правило, що практично будь-яку річ можна полагодити за допомогою скотчу, питання лише в його кількості. Але існують інженерні проблеми, в яких навіть двосторонній скотч виявляється безсилим, наприклад, якщо потрібно склеїти разом два матеріали, один з яких - тефлон.
Міцно з'єднати тефлон з іншим матеріалом - досить нетривіальне завдання, в якому не допоможуть ні скотч, ні навіть суперклей. Вся справа в тому, що тефлон, а це всього лише комерційна назва політетрафторетилену або фторопласту, при всіх своїх унікальних властивостях - справжній кошмар для технологів.
Найцінніша властивість фторопластів - їх надзвичайна хімічна інертність. Фторопласту не страшні ні кислоти, ні щілини, він не змочується різними рідинами, до того ж він не боїться високих температур, при яких інші полімери вже давно б розплавилися. Але ця ж властивість сильно ускладнює використання фторованих полімерів - до них абсолютно нічого не можна приклеїти. Як же тоді завдають фторполімерні покриття, наприклад, на ті ж «тефлонові» сковорідки, запитаєте ви?
Тут існує два шляхи: механічний і хімічний. Можна створити на металі шершаву поверхню і потім на неї наплавити фторопласт, в результаті полімерне покриття буде ніби чіплятися за нерівності металу - це «механічний» спосіб. Інший варіант полягає в хімічній модифікації поверхні фторопласту. Суть цього методу полягає в тому, щоб та частина фторполімеру, яку планується приклеїти, фактично перестала бути чистим фторполімером, і на її поверхні з'явилися різні хімічні групи, які дозволять їй «чіплятися» за інші матеріали вже за рахунок різних хімічних зв'язків, як це відбувається при склеюванні звичайних матеріалів.
На сьогоднішній день існує дві принципові технології підготовки фторопластів до склеювання: обробка агресивними хімічними реагентами, наприклад сумішшю металевого натрію з аміаком, і плазмова обробка поверхні. Хімічна обробка вже давно довела свою ефективність, проте використовувати металевий натрій і різні розчинники не дуже безпечно, та й корисного з точки зору здоров'я робітників та екології теж мало. Плазмова обробка позбавлена цих двох недоліків, але зате у неї є свій: оброблені плазмою фторопласти не дуже горять бажанням до чого-небудь приклеюватися. Хоча якість результату багато в чому залежить від технології плазмової обробки, і тут є непогані перспективи.
Рік тому дослідники з Університету Осаки розробили технологію склеювання фторопласту і синтетичного каучуку, і що найпримітніше - без використання клею. Це стало можливим за рахунок плазмової обробки обох полімерів, поєднаної з особливим режимом їх нагріву. У результаті відбувається така хімічна зміна поверхні фторопласту і каучуку, що вони можуть прилипнути один до одного без всякого клею. А зараз та ж група дослідників модифікувала плазмову технологію для безклеєвого з'єднання фторопластів і силіконового каучука - полідіметилсілоксану.
Вибір цього полімера невипадковий. Полідіметилсілоксан в різних формах широко застосовується в медицині і косметології, наприклад, з нього роблять контактні лінзи і компоненти чіпів для біохімічних досліджень. Крім того, силіконовий каучук або просто силікон, завдяки плазмовій обробці, може самостійно «приклеюватися» до самих різних поверхонь: від скла до металів. Це дозволяє використовувати його як своєрідний клеєвий прошарок між металом або склом з одного боку, і фторопластом з іншого. Таким чином можна легко і безпечно створювати інертні фторопластові покриття на різних матеріалах.
За матеріалами Nature