Các thiết bị điện tử khó tháo rời khi tái chế từ lâu đã được coi là một thách thức lớn đối với môi trường, đặc biệt khi chúng sử dụng các chất kết dính có nguồn gốc từ dầu mỏ. Trước thực tế đó, các nhà khoa học Hàn Quốc vừa phát triển một loại keo dính “thông minh” có thể dễ dàng chuyển đổi giữa trạng thái dính và không dính, với thành phần chủ yếu được chiết xuất từ dầu hoa hồng.

Thông thường, các chất kết dính thương mại hiện nay được thiết kế để cố định vĩnh viễn sau khi liên kết. Điều này khiến việc tháo rời các linh kiện điện tử hay hàng hóa tiêu dùng trở nên khó khăn, gây cản trở quá trình tái chế. Dù nhiều loại keo thông minh có khả năng “bật – tắt” độ bám dính đã ra đời, phần lớn chúng vẫn được sản xuất từ các sản phẩm phụ của dầu mỏ, vốn không thân thiện với môi trường.

Nhằm giải quyết đồng thời cả hai vấn đề, nhóm nghiên cứu do Giáo sư Kwang-Un Jeong và nghiên cứu sinh tiến sĩ Mintaek Oh, thuộc Đại học Quốc gia Jeonbuk (Hàn Quốc), đã lựa chọn một monome có tên tetrahydrogeraniol methacrylate (TGMM). Được chiết xuất từ dầu hoa hồng, monome này đã được biết đến với đặc tính linh hoạt, độ bền cơ học tốt và khả năng phân hủy sinh học.

TGMM sau đó được kết hợp với một monome khác là azobenzene-based methacrylate (AAMM), vốn có khả năng chuyển đổi trạng thái quang học có thể đảo ngược. AAMM phản ứng với các bước sóng ánh sáng khác nhau, cho phép vật liệu thay đổi trạng thái vật lý khi được chiếu sáng.

Copolyme thu được, được gọi là chất kết dính T/A, gồm 95% TGMM và chỉ 5% AAMM. Khi tiếp xúc với tia cực tím (UV), chất kết dính này ở dạng lỏng, dễ dàng phủ lên nhiều loại vật liệu như kim loại, nhựa, cao su, thủy tinh, giấy hay nút chai. Khi được tiếp xúc với ánh sáng khả kiến (bước sáng mắt thường có thể nhìn thấy), chất này chuyển sang trạng thái rắn và tạo ra liên kết chắc chắn.

Để nhả liên kết, người dùng chỉ cần chiếu tia UV một lần nữa khiến keo trở lại dạng lỏng. Đặc biệt là khi được kích hoạt kết dính lại bằng ánh sáng khả kiến, vật liệu vẫn giữ được hơn 90% độ bền bám dính ban đầu. Ngoài ánh sáng, độ bám dính của keo T/A còn có thể bật – tắt bằng cách gia nhiệt lên khoảng 500°C rồi để nguội, hoặc bằng cách sử dụng dung môi như chloroform và để dung môi bay hơi.

Bên cạnh tiềm năng ứng dụng trong các thiết bị điện tử giúp chúng trở nên dễ tháo lắp và tái chế hơn, nhóm nghiên cứu cho biết loại keo này còn mở ra nhiều hướng sử dụng khác. Trong một thử nghiệm, nhóm đã tích hợp loại keo này vào một cảm biến tia UV, nơi chất kết dính giữ một lò xo để duy trì mạch điện ở trạng thái hở. Khi tiếp xúc với tia cực tím, keo này nhả ra, giải phóng lò xo, đóng mạch điện và làm đèn báo sáng lên.

Ông Mintaek Oh nhận định: “Chất kết dính thông minh, có thể tái sử dụng của chúng tôi hứa hẹn mang lại nhiều ứng dụng thực tế. Nó có thể đóng vai trò quan trọng trong giám sát môi trường, thiết bị điện tử thông minh và các hệ thống lắp ráp thích ứng, nơi khả năng kiểm soát và tái sử dụng độ kết dính là yếu tố then chốt”. Theo ông, vật liệu này còn có tiềm năng được sử dụng trong bao bì thông minh phản ứng với ánh sáng, thiết bị đeo có cảm biến tháo rời và các linh kiện robot có thể tái cấu hình.

Được công bố trên tạp chí Chemical Engineering Journal, kết quả nghiên cứu đã cho thấy một hướng tiếp cận mới đầy triển vọng trong việc phát triển vật liệu bền vững, thân thiện với môi trường.