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“Eco” -Superkleber aus pflanzlichen Partikeln und Wasser – Ein Tropfen kann 200 Pfund fassen

Öko-Sekundenkleber-Demonstration

Öko-Sekundenkleber-Demonstration. Bildnachweis: Aalto University

In einer Studie veröffentlicht in Fortgeschrittene WerkstoffeForscher der Aalto University, der University of Tokyo, der Sichuan University und der University of British Columbia haben gezeigt, dass pflanzliche Cellulose-Nanokristalle (CNCs) einen Klebstoff bilden können, der die allgemein geltenden Konzepte von Nachhaltigkeit, Leistung und Kosten vollständig integriert extrem herausfordernd gleichzeitig zu erreichen.

Im Gegensatz zu Sekundenkleber entwickelt der neue Öko-Kleber seine volle Festigkeit in einer bevorzugten Richtung, ähnlich wie „Peel and Stick“ -Klebstoffe. Beim Versuch, die geklebten Komponenten entlang der Hauptebene der Verbindung zu trennen, ist die Festigkeit im Vergleich zu der Richtung senkrecht zu dieser Ebene mehr als 70-mal höher. All dies bedeutet, dass nur ein Tropfen des „Öko“ -Klebers eine ausreichende Festigkeit für ein Gewicht von bis zu 90 kg aufweist und bei Bedarf dennoch einfach per Fingerdruck entfernt werden kann. Dr. Blaise Tardy von der Aalto-Abteilung für Bioprodukte und Biosysteme sagt dazu: “Die Fähigkeit, diese Gewichtsmenge mit nur wenigen Tropfen zu halten, ist enorm, insbesondere bei einer natürlichen Lösung auf pflanzlicher Basis.”

Diese Eigenschaften sind nützlich, um zerbrechliche Komponenten in Maschinen zu schützen, die einem plötzlichen physischen Schock ausgesetzt sind, wie z. B. hochwertige Komponenten in der Mikroelektronik, um die Wiederverwendbarkeit wertvoller struktureller und dekorativer Elemente in neuen Lösungen für Verpackungsanwendungen zu verbessern und – im Allgemeinen – für die Entwicklung umweltfreundlicherer Klebelösungen.

Herstellung eines mit einem Marktführer vergleichbaren Produkts zu geringen Kosten und mit neuen Eigenschaften

Darüber hinaus hat das Team im Vergleich zu dem derzeitigen Ansatz, hochfeste Klebstoffe herzustellen, die komplexe und teure Wege beinhalten können, gezeigt, dass ihre Lösung nur biobasierte Partikelquellen aus Pflanzen (mit vergleichsweise vernachlässigbaren Kosten) und nur Wasser hinzufügt. Da die Aushärtezeit mit dem Verdampfen der Wasserphase verbunden ist (derzeit ~ 2 Stunden), kann sie beispielsweise durch Wärme gesteuert werden.

Eco Sekundenkleber Adhäsion

Eco Sekundenkleberhaftung. Bildnachweis: Aalto University

Aalto-Professor Orlando Rojas sagt: „Ein tiefes Verständnis darüber zu erlangen, wie die mit Wasser vermischten Cellulose-Nanopartikel zu einem so hervorragenden Klebstoff werden, ist das Ergebnis der Arbeit zwischen mir, Dr. Tardy, Luiz Greca, Professor Hirotaka Ejima und Dr. Joseph J. Richardson und Professor Junling Guo und es unterstreicht die fantastische Zusammenarbeit und Integration von Wissen zur Entwicklung einer äußerst ansprechenden, kostengünstigen und sicheren Anwendung. “

“Gute, grüne Verpackungen mit schlechtem Klebstoff machen die Verpackung immer noch schlecht.” – Dr. Blaise Tardy

Darüber hinaus sind die Aussichten für eine weltweite Nutzung (in einer 40 Mrd. EUR-Branche) angesichts der weltweit ständig wachsenden Produktion von Cellulose-Nanokristallen recht attraktiv, was durch Anreize im Rahmen der zirkulären Bioökonomie unterstützt wird.

Dr. Tardy fügt hinzu: „Der wirklich aufregende Aspekt dabei ist, dass unser neuer Klebstoff zwar direkt aus restlicher Biomasse wie der Agroindustrie oder Recyclingpapier gewonnen werden kann. Es übertrifft die derzeit erhältlichen kommerziellen synthetischen Produkte um ein Vielfaches. “

Referenz: „Nutzung supramolekularer Wechselwirkungen aus polymeren Kolloiden für eine starke anisotrope Adhäsion zwischen festen Oberflächen“ von Blaise L. Tardy, Joseph J. Richardson, Luiz G. Greca, Junling Guo, Hirotaka Ejima und Orlando J. Rojas, 16. Februar 2020, Fortgeschrittene Werkstoffe.
DOI: 10.1002 / adma.201906886