Kirigami là loại hình nghệ thuật của Nhật Bản, trong đó các khe được cắt một cách có chiến lược trên các tờ giấy phẳng, sao cho tờ giấy có hình dạng ba chiều khi được kéo từ hai đầu. Những năm gần đây, chúng ta đã thấy nó được áp dụng cho những cải tiến như kẹp rô-bốt, kẹp giày chống trượt và rô-bốt giống rắn. Trong trường hợp của băng keo, một nhóm Công nghệ Virginia do Giáo sư Michael Bartlett đứng đầu đã cắt các hàng khe hình chữ U thành các tấm băng keo có bán trên thị trường, sau đó dán tấm đó lên bề mặt khác nhau.

Sau đó, khi các nhà khoa học cố gắng bóc lớp băng ra bằng cách kéo nó theo hướng đi lên từ dưới cùng của chữ U nó thể hiện độ bám dính cao hơn 60 lần so với loại băng không thay đổi cùng loại. Tuy nhiên, khi nó được bóc theo hướng ngược lại, nó sẽ bong ra dễ dàng. Tại sao lại như vậy?

Băng keo rất khó bong ra khi bị kéo “ngược chiều”.

Bartlett cho biết: “Một vết cắt được thiết kế kỹ thuật có thể buộc đường phân tách chất kết dính đi ngược lại tại các vị trí cụ thể, mà chúng tôi gọi là sự lan truyền vết nứt ngược, làm cho chất kết dính rất bền. Nhưng bằng cách bóc theo hướng ngược lại, nó luôn tiến về phía trước, khiến nó dễ dàng bị loại bỏ. Đây là hành vi khá bất thường, nhưng nó rất hữu ích để tạo ra chất kết dính chắc chắn nhưng vẫn có thể giải phóng được”.

Trong các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, một viên gạch liên tục được thả xuống các hộp các tông đã dán kín bên trên bằng băng keo thông thường và băng cắt theo kiểu kirigami. Trong khi gạch rơi lần thứ 3 xuống hộp các tông có dán băng thông thường nhanh chóng bị sập thì ngược lại hộp các tông dán băng cắt theo kiểu kirigami phải đến lần thứ 5 khi gạch rơi xuống hộp mới bị sập. Điều quan trọng là người ta cũng phát hiện ra rằng các hình dạng và kích thước khe hở khác nhau hoạt động tốt hơn đối với các loại băng khác nhau.

Cùng với việc sử dụng nó trong các hộp an toàn nhưng dễ mở, ứng dụng khả thi khác của kỹ thuật này bao gồm dụng cụ gắp rô bốt, thiết bị theo dõi sức khỏe đeo được và các sản phẩm được tối ưu hóa để dễ dàng tái chế.

Bartlett cho biết: “Thông thường việc làm cho các liên kết dính bền hơn nhưng khó loại bỏ hơn. Việc làm cho những mối liên kết đó kém bền hơn nhưng dễ dàng loại bỏ cũng là điều bình thường. Thách thức là làm cho nó vừa mạnh hơn mà vẫn dễ dàng loại bỏ, và đó là những gì chúng tôi đã đạt được”.

An Hạ