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Ingenieure entwickeln nahezu perfekten Unterwasserkleber, der von der Natur inspiriert ist

Ingenieure entwickeln nahezu perfekten Unterwasserkleber, der von der Natur inspiriert ist


Leime gehören heute zu den wichtigsten Substanzen in der Technik. Der ideale Klebstoff sollte stark und dennoch widerstandsfähig gegen Verschleiß und Zersetzung sein. Ein Team von Ingenieuren an der Purdue University hat sich mit der Natur befasst, um den perfekten Klebstoff herzustellen.

[Bildquelle: Purdue University / Jonathan Wilker]

Die Forscher untersuchten Schalentiere, die sich selbst festkleben, um Raubtiere abzuhalten oder sich in starken Gewässern nicht zu bewegen. Jonathan Wilker, Professor für Chemie und Werkstofftechnik an der Purdue University, sagte, die Natur habe unsere Probleme mit der Nassbindung vor "Äonen" gelöst.

"Muscheln, Seepocken und Austern haften mit scheinbarer Leichtigkeit an Felsen", sagte er. "Um neue Materialien zu entwickeln, die in rauen Umgebungen binden können, haben wir ein biomimetisches Polymer hergestellt, das den adhäsiven Proteinen von Muscheln nachempfunden ist."

Muscheln verwenden haarartige Fasern, um sich an Oberflächen zu verriegeln. Proteine ​​in ihrem Klebstoff enthalten eine Aminosäure namens DOPA, die den starken Halt ermöglicht. Die Forscher nahmen die Verbindungen in DOPA (Katechole genannt) und konfigurierten sie in ein synthetisches Polymer.

Das Team testete dann ihren neuen Klebstoff. Bond-Tests zeigten, dass der synthetische Klebstoff 17-mal stärker war als der natürliche Kleber der Muscheln. Die Ergebnisse überraschten die Forscher, weil die Wissenschaft die Natur nie annähernd übertrifft.

"In der Biomimetik, in der Sie versuchen, synthetische Versionen natürlicher Materialien und Verbindungen herzustellen, können Sie fast nie eine Leistung erzielen, die so gut ist wie das natürliche System", sagte Wilker.

Die schwächere natürliche Haftung kann auf Muscheln zurückgeführt werden, die sich regelmäßig bewegen müssen. Wenn ihr natürlicher Klebstoff zu perfekt wäre, würden sie ein ganzes Leben lang an einem Ort festsitzen, stellte das Team fest.

Das Team hofft, den Kleber bald in realen Umgebungen testen zu können. Wenn mehr Forschung zeigt, dass diese Innovation effektiv ist, könnte dies zu interessanten neuen Herstellungstechniken führen. Es könnte eine wichtige Ressource für Unterwasser-Erkundungsteams werden, die Löcher in Fahrzeugen ausbessern müssen. Oder es könnte einfach eine gute Möglichkeit sein, eine Poolfolie zu flicken, ohne den gesamten Pool entleeren und nachfüllen zu müssen.

Weitere Informationen zu den Ergebnissen des Teams finden Sie in einem Forschungsbericht, der in veröffentlicht wurde ACS Angewandte Materialien und Schnittstellen.

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