„Elektrischer Kleber“ härtet durch Strom aus

13. Juni 2016, 16:00 Uhr
Terry Steele (rechts) und der Student Gao Feng (links) entwickelten einen elektrisch aushärtenden Kleber. Bild: Nanyang Technological University
Terry Steele (rechts) und der Student Gao Feng (links) entwickelten einen elektrisch aushärtenden Kleber. Bild: Nanyang Technological University
In der Elektronik gibt es bekanntlich nichts, was es nicht gibt. Aber sind Sie schon einmal auf die Idee gekommen, einen Kleber zu entwickeln, den man elektrisch auf „hart“ umschalten kann? Nein? Dann ist es jetzt zu spät, denn Forschern der NTU (Nanyang Technological University) in Singapur gelang das jetzt. Sie glauben, dass damit ganz neue Dinge im Bereich medizinischer Implantate und der Fertigung z. B. bei der Automobilindustrie auftun.
 
Beim neuen Klebstoff handelt es sich um eine Flüssigkeit, die sich zu einem festen Polymer verwandelt, wenn man eine kleine Spannung von unter 2 V anlegt. Der Aushärteprozess stoppt dabei sofort, wenn man den Stromfluss unterbricht. Auf diese Weise ergibt sich der enorme Vorteil, dass man die Festigkeit und Flexibilität der Klebeverbindung genau steuern kann.
Da der Kleber eine geringe Viskosität aufweist, kann man damit sehr gut Oberflächen beschichten und Teile exakt in Position bringen, bevor man die Klebung fixiert. Die entstehenden Klebeverbindungen bleiben flexibel und widerstehen hohen Scherkräften. Zurzeit werden schnell aushärtende Kleber in der Industrie vor allem durch Licht, Hitze oder chemische Katalysatoren aktiviert, was die Verwendung bei manchen Materialien und in manchen Umgebungen verhindert. Aktivierung durch Licht ist z. B. nur da möglich, wo transparente Materialien verarbeitet werden.
 
Klebeverbindungen haben in der industriellen Fertigung einen großen Stellenwert, da Alternativen wie Löten, Schweißen oder Verschrauben deutlich aufwändiger sind und zudem nicht überall einfach möglich. Doch gab es beim Kleben seit Jahrzehnten kaum noch Fortschritte. Das hat sich mit elektrisch härtenden Klebern verändert. Einsatzgebiete werden vor allem in der Bioelektronik oder bei Elektronik auf der Basis von Polymeren gesehen, die mit lebendem Gewebe verbunden werden sollen. Ein besonderer Vorteil ist dabei die Einstellbarkeit der Aushärtung, um sie z. B. für bestimmte Vibrationsbelastungen tauglich zu machen. Auch in klassischen Mechanik-Bereichen wie der Automobilindustrie sind Anwendungen denkbar, bei denen die Steuerbarkeit der Aushärtung vorteilhaft ist.
Die Forscher haben einen Artikel zu ihrem Kleber in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.
 
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