Wetenschappers hebben een nieuwe lijmstructuur ontwikkeld die de hechting verbetert, zelfs op een ruw oppervlak. Hechting treedt op wanneer industriële componenten worden verplaatst zonder resten achter te laten. Maar de oppervlakken van deze objecten zijn nooit helemaal glad. Zelfs die oppervlakken die voor het menselijk oog glad lijken, hebben de neiging om ruw te zijn wanneer ze onder een microscoop worden bekeken. Wetenschappers van het Leibniz Institute for New Materials hebben een nieuwe lijmstructuur ontwikkeld die zorgt voor hechting, zelfs op dit soort ruwe oppervlakken. Ze stelden vast dat de combinatie van harde en zachte materialen aanzienlijk beter hecht aan ruwe oppervlakken in vergelijking met constructies die zijn gemaakt van slechts één enkel zacht materiaal.

Als resultaat, industriële verwerkingsprocessen kunnen worden verbeterd en veiliger gemaakt. Aanvullend, de materialen zijn veelbelovend voor toepassingen op de huid, zoals zelfklevende wondsluitingen of 'wearables-netwerkcomputers die rechtstreeks op de huid kunnen worden aangebracht. De wetenschappers presenteerden hun bevindingen in Toegepaste materialen en interfaces .

Als onderdeel van hun onderzoeken, de onderzoekers ontwikkelden pilaren van twee millimeter als modelsysteem en brachten deze in contact met ruwe oppervlakken. Het gebruikte de kracht die nodig was om de pilaar weer weg te pellen als maat voor de hechting. "De pilaren die we gebruikten waren gemaakt van een hard materiaal, maar hun uiteinden hadden een laag zacht plastic. Om deze pijler weg te pellen, we moesten een kracht uitoefenen die vijf keer groter was in vergelijking met het wegtrekken van een pilaar die volledig uit zacht materiaal bestond. Daarom, het hecht duidelijk beter, " legt René Hensel uit, het plaatsvervangend hoofd van de programmadivisie Functionele Microstructuren.

De onderzoekswetenschappers stelden vast dat de kwaliteit van de hechting overeenkomt met de zachtheid en dunheid van de coating die op de uiteinden van de pilaren is aangebracht. Hoe zachter het materiaal, hoe beter het zich kan aanpassen aan ruwe oppervlakken. Het feit dat de kleefkracht samenhangt met de dikte van de coating, gaat hand in hand met de vertraagde scheurvorming bij contact:de lijmstructuur komt los van het oppervlak wanneer zich een scheur vormt. Deze scheuren hebben meer tijd nodig om zich te vormen door verminderde spanningspieken. Als resultaat, scheuren en losraken treden alleen op bij hogere belastingen. "Verrassend genoeg, hoe dunner de coating, hoe meer uitgesproken dit fenomeen, ", voegt Hensel toe. De hechting wordt ook beïnvloed door de vorm - hoe twee materialen van verschillende hardheid worden gecombineerd. Een afgeronde grenslaag tussen beide materialen verbetert de hechting. Dit lijkt ook de vorming van scheuren te beïnvloeden.

De dikte van de zachte coating moet tegelijkertijd overeenkomen met de mate van ruwheid:"Het oppervlak van houtsnippers is veel ruwer dan huid, bijvoorbeeld, dus om iets te laten hechten aan houtsnippers behang, er moet een veel dikkere zachte coating worden gekozen in vergelijking met hechting op de huid, ", zegt Hensel. De onderzoekswetenschappers zijn momenteel erg geïnteresseerd in hechting aan de huid. Dit staat centraal in toekomstig onderzoek omdat het een bijzonder belangrijke rol lijkt te spelen bij de ontwikkeling van "wearables" en voor de behandeling van wonden.