Physik

Heftpflaster sind in Erste-Hilfe-Schränken allgegenwärtig und es ist leicht, sie für selbstverständlich zu halten. Aber nicht alle Pflaster sind gleich und es ist schwierig, das perfekte Pflaster zu finden: Wenn das Pflaster zu klebrig ist, kann es schmerzhaft sein, es abzureißen, ist es nicht klebrig genug, kann es sich ablösen, bevor die Wunde heilen kann. Jetzt haben Michael Bartlett von der Virginia Tech in Blacksburg und Kollegen möglicherweise das Bandagen-Rätsel gelöst [1]. Anhand eines vorhandenen Klebebands zeigt das Team, dass sorgfältig platzierte U-förmige Schnitte im Klebeband das Klebeband sowohl stark als auch schwach an einer Oberfläche binden können, wobei die scheinbare Stärke davon abhängt, an welchem ​​Ende des Klebebands der Benutzer zieht, wenn er es entfernen möchte Es.

Die meisten heutigen Klebebänder sind entweder fest mit einer Oberfläche verbunden und daher schwer zu entfernen, oder sie sind nur leicht verklebt und lassen sich leicht abreißen. Forscher möchten ein Klebeband entwickeln, das stark haftet und leicht zu entfernen ist. Ein solches Klebeband könnte ein reißfreies Entfernen von Pflastern von den Armen von Kleinkindern sowie eine sichere Verpackung von Versandkartons ermöglichen, die sich leicht öffnen lassen. Es hat sich jedoch als schwierig erwiesen, beide Eigenschaften in einem Material zu vereinen.

Für ihre Demonstration schnitten Bartlett und seine Kollegen Muster in leicht verfügbare Klebstoffe, darunter Paketband und Handschuhe, die für zusätzlichen Halt auf einer Oberfläche sorgen. Die Forscher konzentrierten ihre Tests auf Schnitte, die Linien verbundener Merkmale in der Form des Buchstabens U enthielten, wobei das Us einige cm bis mm breit und hoch war. Die Muster wurden mit einem Laserschneider in das Band geschnitten.

Das Team stellte fest, dass die Haftung des Klebebands stark von der Ausrichtung der Zugrichtung auf die der USA abhängt. Die stärkste Haftung wurde festgestellt, als das Band vom Ende abgehoben wurde, wodurch sich die Zungen in die entgegengesetzte Richtung ablösten, in die das Band gezogen wurde (Video 1). In diesem Szenario verhalten sich die Zungen ähnlich wie jemand, der auf die Fersen drückt, um eine Bewegung zu verhindern, wodurch die Haftkraft des Bandes um das 60-fache erhöht wird. Wenn dagegen die Zugrichtung mit der Richtung des Anhebens der Zunge übereinstimmte, war die Trennung einfach und die Haftung entsprach der von handelsüblichen Versionen des Bandes (Video 1).

Die Forscher untersuchten auch die Fähigkeit ihres Klebebands, hohen Belastungen standzuhalten, indem sie Tests durchführten, bei denen sie wiederholt einen Standardzementstein auf eine mit Klebeband versehene Kiste fallen ließen und das Klebeband zum Aufhängen eines Gegenstands an der Wand verwendeten. Sie fanden heraus, dass Kartons, die mit einem Stück U-förmigem Paketband versiegelt waren, mehr als fünf Stößen durch einen herunterfallenden Ziegelstein standhielten, im Vergleich zu zwei Stößen bei ungemustertem Paketband. Das technische Klebeband befestigte einen Bilderrahmen auch länger an einer Wand: sieben Tage für den gemusterten Kleber (nach dem die Forscher das Bild entfernten) gegenüber 20 Minuten für die Standardversion.

Bartlett weist darauf hin, dass sie die obere Stärke des Klebstoffs anpassen konnten, indem sie die Höhe und Breite der Us sowie die Platzierung der Us relativ zueinander und zu den Enden des Bandes veränderten. „Das eröffnet einige interessante Möglichkeiten für hochgradig anpassbare Klebefilme“, sagt er. Michal Budzik, Materialwissenschaftler an der Universität Aarhus in Dänemark, stimmt dem zu. Die Möglichkeit, die Klebeeigenschaften eines Klebebands einfach anzupassen, ohne seine Chemie zu ändern, wird „zweifellos einflussreich sein“, sagt er. „Dieser deutliche Wandel in der Klebstoffforschung eröffnet neue Wege und Möglichkeiten. Ich finde es sehr vielversprechend.“

Nachdem Bartlett nun sagt, dass er und seine Kollegen gezeigt haben, dass ihre Schneidtechnik zur individuellen Anpassung der Haftung von Bändern und Handschuhen geeignet ist, sagt Bartlett, dass das Team plant, sie auf andere Systeme anzuwenden. Dazu gehören Robotergreifer und medizinische Geräte wie Langzeit-Glukosemessgeräte. „Es gibt viele Möglichkeiten“, sagt er.

–Sarah Wells

Sarah Wells ist eine freiberufliche Wissenschaftsjournalistin mit Sitz in Boston.

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