Superklebeband lässt sich problemlos recyceln
Blacksburg – Chemiker der Virginia Polytechnic Institute and State University (Virginia Tech) haben ein recycelbares Superklebeband entwickelt. Sowohl der Kleber selbst als auch die Kunststoff-Trägerschicht lassen sich gemeinsam verwerten. Die Forscher sprechen von einem «Monomaterial», da beide Schichten chemisch ähnlich sind, aber unterschiedliche Funktionen erfüllen.
Klassischer Zielkonflikt gelöst
«Es war ein klassischer Zielkonflikt. Wir wollen, dass das Produkt funktioniert, solange wir es nutzen, aber sobald wir es nicht mehr brauchen, sollte es verschwinden», sagt Forschungsleiter Josh Worch. Gemeinsam mit seiner Doktorandin Regina Ham hat er das neue Klebeband entwickelt.
Die Experten der Virginia Tech verwenden Liponsäure – eine natürlich vorkommende, auf Schwefel basierende Verbindung, die unter anderem in Brokkoli und Spinat enthalten ist – um extrem grosse, von Natur aus klebrige Polymere herzustellen. Durch präzise Anpassung der Säuremenge produzieren sie eine Klebstoffmischung, die in ihrer Haftkraft hochbelastbares klassisches Klebeband übertrifft und gleichzeitig chemisch recycelbar bleibt.
Mit einer «milden, chemischen Reaktion» gelingt es den Materialwissenschaftlern innerhalb von wenigen Stunden, den Klebestoff und die Trägerschicht in ihre ursprünglichen Bestandteile aufzuspalten. Aus diesen Bestandteilen lassen sich in der Folge wieder neue Klebebänder herstellen, heisst es.
«Flaschenbürsten» noch kräftiger
Einen noch stärkeren Klebstoff mit ähnlichen Eigenschaften haben Clark Vu und Isaac Addo entwickelt, ein ehemaliger und ein aktueller Doktorand von John Matson. Bei einem Tauziehen zwischen Lehrern und Schülern hat das Team dessen Haftkraft demonstriert: Das Seil riss, weil die Klebestelle nicht nachgab.
Dieser Klebstoff besteht aus einem Polymer mit einem zentralen Grundgerüst und Seitenketten, die wie Borsten hervorstehen. Unter dem Mikroskop ähneln sie einer Flaschenbürste – daher der Name «bottlebrush polymers». Indem sie Moleküle eines zähflüssigen Öls und eines Gases aneinanderreihten, schuf das Team eine neue Variante des Flaschenbürstenpolymers.
Das Ergebnis war eine transparente, formbare Masse. In Worchs Labor entstand daraus Klebeband, das noch weit besser haftete als das auf der Basis von Liponsäure. Zum Recyceln wird es in eine sanft alkalische Lösung getaucht. «Dabei gewinnen wir das Gas zurück, aber der Rest hat nicht mehr genau dieselbe chemische Struktur wie zu Beginn. Wir arbeiten noch daran, den Kreislauf zu schliessen», erzählt Addo. Der Liponsäure-Gruppe sei das dagegen schon gelungen. (pte/mc/ps)
