Materialforschung: Klebstoff klebt und löst sich auf Kommando
Ein Ein Forschungsteam(öffnet im neuen Fenster) des japanischen National Institute for Materials Science (NIMS; Nationales Institut für Materialwissenschaft) hat offenbar einen Klebstoff entwickelt, der sich auf Kommando aktivieren und deaktivieren kann. Sobald er einer bestimmten Lichtwellenlänge ausgesetzt wird, klebt er zusammen. Damit er sich wieder löst, wird eine andere Lichtwellenlänge eingesetzt. Somit gehört er zu den wiederverwendbaren Klebstoffen.
Doch wie funktioniert das? Sein Hauptbestandteil besteht aus Kaffeesäure . Diese bildet Vernetzungen und bricht diese je nach Lichtwellenlängen wieder auf.
Die japanischen Forscher stellten ein kaffeesäurehaltiges Polymer her und trugen es auf einer Oberfläche auf. Anschließend setzten sie es UV-Licht mit einer Wellenlänge von 365 Nanometern (nm) aus - daraufhin härtete der Klebstoff aus. Zudem blieb dieser Zustand bei Raumtemperatur stabil.
Vielseitig einsetzbarer Kleber
Das Forschungsteam führte mehrere Tests durch, bei denen der Klebstoff beispielsweise ein 40 Kilogramm schweres Gewicht 72 Stunden lang tragen konnte. Vermutlich hätte die Klebkraft weiter angehalten, da es keine Anzeichen eines Bruchs im Klebstoff gab.
Unter Wasser funktioniert der Klebstoff ebenfalls, dafür hat das Team magnetische Nanopartikel in das Material eingearbeitet. Sie ließen sich beim Anlegen eines Magnetfeldes erwärmen und den Kleber sich mit dem Trägermaterial verbinden. Auch bei der Dichtung von Silikonschläuchen konnte der Klebstoff überzeugen. Die Forscher ließen Hochdruckwasser hindurchlaufen, anschließend waren keine Lecks auffindbar.
Sobald der Kleber UV-Licht in der Wellenlänge von 254 Nanometern ausgesetzt wird, löst sich der Stoff wieder. Die Vernetzungen werden damit aufgebrochen und der Klebefilm verfällt in seinen ursprünglichen Zustand.
Der Kleber hinterlässt keine Rückstände auf den Oberflächen und seine Klebeeigenschaften bleiben erhalten - anders als beispielsweise bei Klebestreifen, die nach dem Ablösen weniger Klebkraft besitzen.
Zur Studie
Die Studie wurde am 13. Juni 2023 in der Fachzeitschrift Advanced Functional Materials veröffentlicht. Titel: Bio-Inspired Adhesive with Reset-On Demand, Reuse-Many (RORM) Modes(öffnet im neuen Fenster) .