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07-08-2022 | Kleb- und Dichttechnik | Nachricht | Article

Supramolekularer Klebstoff mit breitem Klebspektrum

Author: Leyla Buchholz

1:30 min reading time
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Forschende haben einen Hochleistungsklebstoff entwickelt, der recycelt werden kann und höchste Haftleistungen im Temperaturbereich von flüssigem Stickstoff bis Backofentemperatur erreicht.

 

Anders als normale Klebstoffe haften supramolekulare Klebstoffe nicht durch Quervernetzung der molekularen Komponenten. Vielmehr lagern sich die Moleküle beim Aushärten des Klebers passgenau zusammen. Forschende interessieren sich für solche supramolekularen Systeme, denn die Ausgangsstoffe lassen sich prinzipiell wiedergewinnen und ihr chemisches Verhalten gut maßschneidern. Andererseits sind die Klebeleistungen solcher Kleber bislang eher nur durchwachsen und können je nach Umweltbedingungen stark schwanken.

Zur Originalpublikation

Der von einem Forschungsteam um Kai Liu von der Tsinghua-Universität in Beijing (China) entwickelte Klebstoff enthält zwei Komponenten. Eine davon ist ein kleines Protein, das in Bakterien biotechnologisch hergestellt werden kann. Die andere Komponente ist ein Kronenether – ein ringförmiges Molekül das ein Gastmolekül ”einpacken“ kann. Kronenether umfassen ein passendes Molekül ähnlich wie eine Krone einen Kopf, daher der Name.

Starke Haftwirkung bei Wärme und Kälte

Eine solche enge Interaktion beobachteten die Forschenden mit ihrem System: Gaben sie Kronenether und Protein zusammen und erwärmten die Lösung, verankerte sich der Kronenether auf der Proteinoberfläche. Wie das Team beobachtete, zogen sich Protein und Kronenether durch die entgegengesetzte Ladung und molekulare Wechselwirkungen so stark an, dass eine neue, verzahnte Struktur entstand. Der Kronenether schweißte die Proteine aneinander.
Ergebnis war eine außerordentlich starke Haftwirkung. Miteinander verklebte Stahlplatten hielten hohe Scherkräfte bei Raumtemperatur, in flüssigem Stickstoff und bei 200 °C aus. Der Klebstoff funktionierte mit verschiedenen Materialien und auch unter Wasser. 
 

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