Unterwasserkleber mit genauer Steuerung

Sind Unterwasser-Kleber einmal ausgehärtet, lassen sie sich normalerweise nicht wieder lösen. Anders ist das bei einem neuen materialwissenschaftlichen Vertreter dieser Gattung, den Forscher am Leibniz-Institut für neue Materialien (INM) in Saarbrücken zusammen mit Chemikern an der Universität des Saarlandes und Kollegen an der Universität Münster entwickelt haben. Ihr ausgehärteter Kleber lässt sich durch Licht wieder auftrennen – zumindest im Nanomaßstab, berichtet Technology Review in seiner Online-Ausgabe.

Für ihre Entwicklung haben die Forscher mit der enorm dünnen Spitze eines Rasterkraftmikroskops und einer Glasfläche experimentiert, um diese kurzzeitig zu verkleben. Dabei sind zwei Molekülarten wichtig: Die sogenannten Wirtsmoleküle aus Cyclodextrin befinden sich an der Oberfläche der zu verklebenden Teile. Im Wasser befinden sich wiederum Gastmoleküle (ditopisches Azobenzol), die in Hohlräume passen, die in den Wirtsmolekülen vorhanden sind. Gelangt ein Gastmolekül in diese Hohlräume, verbindet es sich mit zwei Wirtsmolekülen und verklebt sie so.

Um die Verbindung zu lösen, nutzen die Forscher die Lichtempfindlichkeit der Gastmoleküle: Ihre Enden verändern sich unter Einfluss ultravioletter Strahlen mechanisch so, dass sie nicht mehr in den Hohlraum der Wirtsmoleküle passen. So konnten die Forscher die Klebewirkung allein durch Licht ausschalten. Wieder anschalten lässt sie sich unter sichtbarem Licht, das die Enden sozusagen wieder zurechtbiegt.

Zudem lässt sich die Reibung zwischen den Oberflächen verändern, was für Anwendungen, bei denen die Verbindung nicht ganz gelöst werden muss, nützlich sein kann – etwa für stark belastete Flächen, die flexibel bleiben müssen. In einem nächsten Schritt soll das Verfahren in die makroskopische Welt geholt werden.

Mehr zum Thema in der Langfassung dieses Artikels:

• Klebesystem mit Ausschalter

(bsc)