Sauer oder basisch: Schaltbarer Klebstoff unter Wasser

Erst kürzlich stellten amerikanische Forscher einen Klebstoff vor, der auch unter Wasser mit der Haftkraft von Muscheln und Geckos fest hielt. Deutsche und britische Kollegen fanden nun einen Kleber, der sich in flüssiger Umgebung sogar umschalten lässt.

Bayreuth/Sheffield (Großbritannien) - Wie sie in der Fachzeitschrift "Angewandte Chemie" beschreiben, lässt sich die Klebewirkung ihres neuen Polymers durch den Säuregrad einer Flüssigkeit kontrollieren. Anwendungen locken für mikrofluidische Systeme in der Analytik und in der Medizintechnik.

Wie bei den "Gecko-Klebern" sind Adhäsionskräfte für das Haftverhalten des neuen Polymers verantwortlich. Mark Geoghegan von der University of Sheffield nutzte zusammen mit Kollegen von der Universität Bayreuth eine Oberfläche aus einer gelförmigen Polysäure. Dieses dreidimensional vernetze Polymer kann sich mit Flüssigkeit so vollsaugen, dass eine feste, gallertartige Masse entsteht. Die andere Oberfläche ist ein Silicium-Chip, von dem wie bei einer Bürste zahlreiche Polymerketten abstehen und so genannte basische Gruppen tragen.

In Wasser oder leicht saurer Lösung sind die sauren Gruppen positiv, die basischen Gruppen negativ geladen und ziehen sich gegenseitig an. Neben dieser elektrostatischen Anziehung bilden sich außerdem Wasserstoffbrückenbindungen, die die beiden Oberflächen fest aneinander haften lassen. In saurer Umgebung - pH-Wert von etwa 1 - lösen sich die Bindungen, weil die basischen Gruppen ihre elektrische Ladung verlieren und die elektrostatische Anziehungskraft nachlässt. Dieser schaltbare Vorgang lässt sich viele Male ohne Einschränkung der Haftkraft wiederholen.

Mögliche Anwendungen sehen die Forscher in der Medizintechnik und bei Transportern für Arzneien. In beiden Bereichen müssen auch in nasser Umgebung feste Bindungen eingegangen und wieder gelöst werden können.