Mit Hydrogelen weiche Roboter und Elektronik in Sekundenschnelle verkleben
Forscher haben einen neuen Klebstoff auf Basis von Hydrogelen entwickelt. Die Polymere gelten als vielversprechende Materialien für weiche Roboter oder biomedizinische Anwendungen mit hoher Komplexität.
Starke Hydrogele verkleben innerhalb von Sekunden Materialien wie Plastik, Elastomeren, Leder, Knochen und Metalle, sobald sie mit Wasser bzw. einer feuchten Oberflächen in Berührung kommen.
Tröpfchen dringen in Material ein
In der Regel bildet sich dabei eine harte Schicht, was die Anwendbarkeit stark einschränkt. Forscher der Universität Linz haben das Cyanacrylat – so die Bezeichnung des Hydrogels – im Verhältnis 1:15 verdünnt und das Problem damit gelöst. Entscheidend dabei war, den Klebstoff nicht aufzulösen, sondern ein Nicht-Lösemittel zur Herstellung einer Dispersion zu verwenden. Dadurch bilden sich winzige Klebstofftröpfchen in der Flüssigkeit, die beim Verkleben in das Material eindringen. So verbinden sich die Molekülketten des Klebers verstärkt mit denen des Hydrogels und weniger untereinander.
Flexible und dehnbare Klebestelle
Der Ansatz ist für den schnellen Prototypenbau interessant sowie in heiklen Umgebungen, die für eine ausgedehnte Aushärtung und Vernetzung unzugänglich sind. Ein Problem, das die Entwicklung solcher Geräte bisher erschwert hat, war die Verbindung untereinander oder zu anderen Materialien. Wenn zwei Hydrogele miteinander verklebt werden, sollte die Klebstelle genauso dehnbar und flexibel sein wie das Material selbst. Andererseits ist es mitunter auch nötig, Materialien mit völlig unterschiedlichen Härten zu verbinden.
Mehr zu der Studie lesen Sie in: Sciences Advances, Vol. 3., 6, 2017.