Revolutionäre wiederverwendbare Klebstoffe: Eine neue Ära für Verbundwerkstoffe

Seit Jahrzehnten sind Verbundklebstoffe wie Epoxidharze aufgrund ihrer Festigkeit und Haltbarkeit in verschiedenen Industriezweigen unverzichtbar. Ihre dauerhafte Beschaffenheit stellt jedoch Herausforderungen für Reparatur, Recycling und Wiederaufbereitung dar. Forscher der UC Berkeley haben eine neue Klasse von Verbundwerkstoffen vorgestellt, die ebenso robust sind, aber zerlegt und wiederverwendet werden können. Diese Innovation begegnet den Einschränkungen traditioneller Klebstoffe durch die Verwendung von physikalischen Verschlingungen zwischen langen Polymerketten, sogenannten "Pseudo-Bindungen", anstelle von irreversiblen chemischen Bindungen. Leitautor Ting Xu erklärt, dass dieser Ansatz einen neuen Weg zu Verbundwerkstoffen eröffnet, der von Natur und Biologie inspiriert ist. Das Team entwickelte einen Nanokomposit unter Verwendung von Polystyrol- und Siliziumdioxid-Nanopartikeln, wodurch "haarige Partikel" entstanden, bei denen sich Polymerketten verweben und zusammenpacken und eine kristallartige Struktur bilden. Die Nanobegrenzung dieser Polymerketten ermöglicht eine präzise Kontrolle über die Verschlingung und die Materialeigenschaften. Mikroskopische Aufnahmen bestätigten den Pseudo-Bindungsmechanismus und zeigten, wie sich Polymerketten unter Belastung ausdehnen und entwirren. Diese Technologie kann an verschiedene Polymer- und Füllstoffpartikelkombinationen angepasst werden, wodurch die Entwicklung von Verbundwerkstoffen mit massgeschneiderten Funktionalitäten ermöglicht wird. Zu den potenziellen Anwendungen gehören flexible Elektronik, fortschrittliche Sensoren, optoelektronische Geräte und Industrien, die auf nicht recycelbare Verbundwerkstoffe angewiesen sind, was den Weg für eine nachhaltigere Zukunft ebnet.