Meine Merkliste
my.chemie.de  
Login  

Verbesserter Muschelklebstoff

Biokompatibel, wassertauglich, selbstheilend und wiederablösbar: Neuer Kleber für die Medizin?

17.04.2012

Muscheln sind wahre Meister in Sachen Klebtechnik. Sie haften bombenfest unter Wasser auf nahezu jeder Art von Oberfläche. Mainzer Forscher haben sich vom Muschelklebstoff inspirieren lassen und noch eine weitere spannende Eigenschaft hinzugefügt. Wie das Team in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichtet, lässt sich der neue Kleber „auf Befehl“ wieder ablösen.

Früher galt Kleben als wenig haltbare Billiglösung. Moderne Klebetechniken sind dagegen Hightech-Verfahren, die beispielsweise Tragflächen von Flugzeugen zusammenhalten. Drei Punkte auf dem Klebtechniker-Wunschzettel sind aber noch offen: zuverlässiges Kleben unter Wasser, etwa für Reparaturen von Leckagen in Unterwasser-Pipelines oder zum Abdichten blutender Wunden während einer Operation, „selbstheilende“ Klebstoffe, die katastrophale Folgen eines Versagens verhindern, sowie Kleber, die sich „auf Befehl“ rückstandsfrei wieder ablösen lassen, beispielsweise um Bauteile leicht ersetzen oder Verbundstoffe beim Recycling gut zerlegen zu können.

In der Natur gibt es einen erstaunlich robusten, fest haftenden, universellen Kleber, der die ersten beiden Anforderungen erfüllt: Muscheln kleben sich damit unter Wasser an fast alle Arten von Oberflächen, von Steinen über Holzpfosten bis hin zu metallenen Schiffsrümpfen. Mit verantwortlich für diese erstaunliche Klebewirkung ist die Aminosäure Dihydroxyphenylalanin (DOPA). Die im Kleber enthaltenen DOPA-Gruppen reagieren unter Bedingungen, wie sie in Meerwasser herrschen, schrittweise zu einer quervernetzten Polymermatrix und sind in der Lage, fest an anorganische Oxide im Gestein zu binden. Zudem binden sie mehrwertige Metallionen des Meerwassers, z.B. Eisenionen, was dem Muschelkleber selbstheilende Eigenschaften verleiht.

Die Forscher um Aránzazu del Campo vom Max-Planck-Institut für Polymerforschung in Mainz haben sich von diesem Muschelkleber inspirieren lassen. Sie stellten vierarmige sternförmige Polymere her, an deren Enden sie Nitrodopamin-Gruppen knüpften. Diese Gruppen sind mit DOPA verwandt und verhelfen dem Kleber ebenso zu einer Vernetzung unter Wasser sowie zu Selbstheilungseigenschaften. So wuchs ein zerschnittenes Gel aus dem neuen Material innerhalb weniger Minuten wieder zusammen. Dank der Nitro-Funktion (–NO2) hat das durch Muschelkleber inspirierte Material noch einen zusätzlichen Bonus: Die Moleküle lassen sich durch Einstrahlung von UV-Licht spalten – der Kleber wird damit wiederablösbar.

Damit hat das Mainzer Team den Grundstein für eine wassertaugliche, selbstheilende, mit Oberflächen reagierende, unter Licht abbaubare und dazu biokompatible Klebstoffklasse gelegt. Mit dem neuen Kleber beschichtete Oberflächen bieten auch Zellkulturen ein ausgezeichnetes Substrat. Das Material könnte daher vor allem in der Medizin Verwendung finden, etwa als wieder ablösbare Gelpads für die Regeneration von Haut oder als reversibler Wundkleber für mehrmalige Operationen.

Fakten, Hintergründe, Dossiers
Mehr über MPI für Polymerforschung
  • News

    Nylon als Baustein für transparente elektronische Geräte?

    Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung (MPI-P) in Mainz haben unter der Leitung von Dr. Kamal Asadi eine vier Jahrzehnte alte Herausforderung gelöst. Sie haben dünne Nylonschichten hergestellt, die beispielsweise in elektronischen Speicherkomponenten eingesetzt werden ... mehr

    Auf dem Weg zu druckbaren organischen Leuchtdioden

    Organische Leuchtdioden (OLEDs) sind heute in vielen elektronischen Geräten, angefangen von Smartphones bis hin zu Fernsehgeräten, in Form von Displays verbaut. Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung (MPI-P) ist es nun gelungen, ein neues Design dieser Leuchtdioden z ... mehr

    Auf Wiedersehen, Silizium?

    Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung (MPI-P) in Mainz haben zusammen mit Wissenschaftlern aus Dresden, Leipzig, Sofia (Bulgarien) und Madrid (Spanien) ein neues, metall-organisches Material entwickelt, welches ähnliche Eigenschaften wie kristallines Silizium aufweis ... mehr

  • Forschungsinstitute

    Max-Planck-Institut für Polymerforschung

    Das Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPI-P) zählt zu den international führenden Forschungszentren auf dem Gebiet der Polymerwissenschaft. Es wurde 1983 auf dem Campus der Johannes Gutenberg-Universität gegründet und nahm im Juni 1984 seine wissenschaftliche Arbeit auf. mehr

Mehr über Wiley-VCH
  • News

    Chemischer Wasserstoffspeicher

    Wasserstoff ist ein leistungsfähiger, aber auch höchst explosiver Energieträger. Gesucht werden daher kostengünstige, leichte und vor allem sichere Speicher- und Transportsysteme. Wissenschaftler am Weizmann Institute of Science in Israel haben jetzt aus einfachen und ungefährlichen organis ... mehr

    Knoblauchinhaltsstoff aus dem Labor

    Frisch gepresster Knoblauch enthält eine Vielzahl von gesunden schwefelorganischen Verbindungen. Ein knoblauchtypischer Inhaltsstoff, der aus Ölextrakten gewonnen werden kann, ist Ajoen. Erstmals haben Chemiker aus Großbritannien diese Substanz jetzt rein aus gängigen Ausgangsstoffen synthe ... mehr

    Intelligente Fluoreszenzfarbstoffe

    Die größte Schwierigkeit bei der Entwicklung von Fluoreszenz- und Phosphoreszenzfarbstoffen liegt in der exakten Einstellung der angeregten Elektronenzustände. Wissenschaftler in Japan haben nun ein organisches Lumineszenzsystem mit einem ungewöhnlichen reizresponsiven Farbumschlag entwicke ... mehr

  • Firmen

    Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA

    Wiley-VCH publiziert Monographien, Lehrbücher, Nachschlagewerke und Zeitschriften die in gedruckter oder als Online-Version, maßgebliche und topaktuelle wissenschaftliche Inhalte vermitteln. Wiley-VCH besitzt eine über 80-jährige Verlagstradition in den Bereichen Chemie, Materialwissenschaf ... mehr

Ihr Bowser ist nicht aktuell. Microsoft Internet Explorer 6.0 unterstützt einige Funktionen auf Chemie.DE nicht.