Revolutionaire herbruikbare lijmen: een nieuw tijdperk voor composieten

Al decennia zijn composietlijmen zoals epoxyharsen cruciaal in verschillende industrieën vanwege hun sterkte en duurzaamheid. Hun permanente aard vormt echter uitdagingen voor reparatie, recycling en herverwerking. Onderzoekers van UC Berkeley hebben een nieuwe klasse composietmaterialen geïntroduceerd die even robuust zijn, maar kunnen worden gedemonteerd en hergebruikt. Deze innovatie pakt de beperkingen van traditionele lijmen aan door fysieke verstrengelingen tussen lange polymeerketens te gebruiken, zogenaamde "pseudo-bindingen", in plaats van onomkeerbare chemische bindingen. Hoofdauteur Ting Xu legt uit dat deze aanpak een nieuwe weg opent naar composieten, waarbij inspiratie wordt geput uit de natuur en de biologie. Het team ontwikkelde een nanocomposiet met behulp van polystyreen en siliciumdioxidenanodeeltjes, waardoor "harige deeltjes" ontstonden waarbij polymeerketens in elkaar grijpen en samenpakken, waardoor een kristalachtige structuur ontstaat. De nanobeperking van deze polymeerketens maakt een nauwkeurige controle over de verstrengeling en materiaaleigenschappen mogelijk. Microscopische beelden bevestigden het pseudo-bindingsmechanisme en toonden aan dat polymeerketens zich uitrekken en ontwarren onder spanning. Deze technologie kan worden aangepast aan verschillende combinaties van polymeer- en vulstofdeeltjes, waardoor het ontwerp van composieten met op maat gemaakte functionaliteiten mogelijk wordt. Potentiële toepassingen zijn onder meer flexibele elektronica, geavanceerde sensoren, opto-elektronische apparaten en industrieën die afhankelijk zijn van niet-recyclebare composieten, waardoor de weg wordt vrijgemaakt voor een duurzamere toekomst.