Neue Studie zeigt: Wasser verbessert überraschenderweise Haftung auf nasser Oberfläche

BerlinWasser wird oft als Hindernis betrachtet, wenn es darum geht, Dinge zusammenzufügen, sei es beim Fahren auf nassen Straßen oder beim Benutzen von Klebeband auf feuchten Oberflächen. Doch jüngste Studien der Universität Akron und der Universität Pittsburgh haben gezeigt, dass Wasser in bestimmten Fällen sogar dazu beitragen kann, Dinge besser haften zu lassen.

Wasser verbessert Klebeeigenschaften bei Materialtrennung, nicht beim ersten Kontakt.

Eine Forschungsgruppe unter der Leitung von Dr. Ali Dhinojwala hat herausgefunden, dass Wasser Materialien besser haften lässt, wenn sie auseinandergezogen werden, nicht jedoch beim ersten Kontakt. Diese Entdeckung könnte bedeutende Auswirkungen auf viele Industrien haben.

• Wasser verhindert zunächst die Adhäsion, indem es molekularen Kontakt verhindert
• Dies geschieht, da sich Wasser in der Oberflächenrauigkeit ansammelt
• Trotzdem erschwert Wasser später die Trennung der Oberflächen

Forscher gingen früher davon aus, dass Wasser die Haftung immer schwächt, weil es Oberflächen bedeckt und wie eine Barriere wirkt. Sie stellten jedoch fest, dass Wasser, das in kleinen Zwischenräumen eingeschlossen ist, die Haftung tatsächlich verstärkt, wenn die Oberflächen auseinandergezogen werden. Der Grund dafür ist, dass das Wasser zunächst zusätzliche Energie benötigt, um sich an die raue Oberfläche anzupassen, was letztlich die <starke Anziehungskraft erhöht, wenn die Oberflächen getrennt werden.

Das Team von Dr. Dhinojwala untersuchte weiche Materialien und speziell präparierte raue Oberflächen. Sie nutzten fortschrittliche Methoden wie oberflächensensitive Spektroskopie, um das Zusammenspiel von Wasser, Oberflächenrauheit und Haftung zu verstehen. Der Doktorand Nityanshu Kumar führte Unterwasserexperimente durch, die zu wichtigen neuen Erkenntnissen führten.

Durch dieses neue Verständnis eröffnen sich diverse Anwendungsmöglichkeiten, insbesondere in:

• Biomedizinische Anwendungen: Fortschrittliche Verbände und Gesundheitssensoren
• Innovative Klebstoffe: Potenzial für den Ersatz von Nähten
• Verbraucherprodukte: Verbesserte Leistung unter nassen Bedingungen, wie duschfeste Klebebänder

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Diese neuen Klebstoffe könnten erhebliche Auswirkungen haben. Stellen Sie sich Pflaster vor, die auf nasser Haut haften, oder Klebebänder, die in feuchten Bedingungen funktionieren. Dies könnte die Herstellung und Nutzung solcher Produkte grundlegend verändern.

Die Erkenntnisse beziehen sich auch auf natürliche Phänomene. So nutzen beispielsweise Geckos die Beschaffenheit ihrer Zehenpolster, um nasse Oberflächen zu erklimmen. Diese Forschung zeigt, dass wir von der Natur lernen können, um Technologien zu verbessern.

Experten aus verschiedenen Fachbereichen arbeiteten gemeinsam an dieser Forschung. Chemische Präparationen von rauen Oberflächen erfolgten am Argonne National Laboratory. An der University of Pittsburgh wurden atomare Untersuchungen durchgeführt. Simulationen fanden an der Universität Freiburg statt.

Diese Studie zeigt, wie Wasser Oberflächen beeinflusst und unser Verständnis von Klebstoffen verändert. Die Ergebnisse können zur Entwicklung von besseren Klebstoffen führen, die auch bei Nässe zuverlässig haften.

Diese Forschung stellt nicht nur bestehende Vorstellungen infrage, sondern eröffnet auch neue Möglichkeiten. Das Verstehen des Verhaltens von Materialien bei Feuchtigkeit kann zu Verbesserungen im Gesundheitswesen und in Alltagsprodukten führen.