Forscher haben ein Schnittmuster für Klebebänder entwickelt, welches sich ein besonderes Prinzip zu eigen macht. (Bild: Michael Bartlett / Alex Parrish, Virginia Tech)
Ein Forschungsteam der Virginia Polytechnic Institute and State University (Virginia Tech) hat ein Klebeband entwickelt, das stark haftet, aber gezielt wieder entfernt werden kann. Die Inspiration stammt aus Kirigami, einer traditionellen japanischen Schneidekunst, bei der Papier gefaltet und geschnitten wird, um dreidimensionale Strukturen zu erzeugen.
„Wir haben untersucht, wie wir Haftung gezielt steuern können, indem wir das Material strukturieren“, erklärt Michael Bartlett, Leiter des Forschungsteams. Dafür wurde ein schuppen- oder wabenartiges Muster aus rechteckigen U-Formen per Laser in das Klebeband geschnitten. Die Untersuchungen zeigen, dass das Band bei Zug in eine Richtung bis zu 60-mal stärker haftet als ohne Muster – gleichzeitig kann es in die entgegengesetzte Richtung leicht und rückstandslos entfernt werden.
Was steckt hinter der umgekehrten Rissausbreitung?
Ein klassisches Klebeband verliert seine Haftung, wenn durch äußere Krafteinwirkung Risse im Haftklebstoff entstehen und sich ausbreiten. Beim Kirigami-Klebeband hingegen konzentrieren sich die Kräfte auf die schmalen Stege zwischen den geschnittenen U-Formen. „Das bewirkt eine Umkehr der Rissausbreitungsrichtung“, erklärt Bartlett. Dadurch steigt die Haftkraft bei Zug in eine Richtung drastisch an, während das Band in die andere Richtung leicht gelöst werden kann.
Wie wurde das neue Klebeband getestet?
Die Forscher überprüften die Wirksamkeit des Kirigami-Klebebands mit verschiedenen Experimenten. In einem Versuch wurden zwei Pakete – eines mit herkömmlichem Klebeband, eines mit Kirigami-Klebeband – verschlossen. Anschließend ließen sie einen Ziegelstein mehrfach auf die Kartons fallen. Das Paket mit Standard-Klebeband brach beim zweiten Aufprall ein, während das mit Kirigami-Klebeband selbst nach fünf Versuchen noch intakt blieb.
Auch verschiedene Klebebandtypen wurden untersucht. Das Muster zeigte bei allen Varianten eine signifikante Verstärkung der Haftkraft. „Das eröffnet vielseitige Anwendungsmöglichkeiten für industrielle und private Nutzung“, so Bartlett.
Welche Anwendungen sind denkbar?
Das Kirigami-Klebeband könnte in Verpackung, Logistik und industriellen Prozessen neue Möglichkeiten eröffnen. Pakete ließen sich sicherer verschließen und später leichter öffnen, ohne Kartons zu beschädigen – ein Vorteil für nachhaltige Verpackungslösungen. In der Produktion könnten flexible Klebeverbindungen realisiert werden, die starken Halt bieten, aber bei Bedarf einfach gelöst werden können.
„Unser Ziel ist es, Materialien intelligenter zu gestalten“, sagt Bartlett. „Durch strukturelle Anpassungen können wir Klebeverbindungen gezielt steuern – und das kann viele Branchen verändern.“
Quelle: Industrieverband Klebstoffe
Jetzt für den Biopolymer Innovation Award bewerben
Ihr Produkt aus Biopolymeren ist fertigt entwickelt und steht kurz vor der Markteinführung? Dann bewerben Sie sich bis April 2025 um den internationalen Biopolymer Innovation Award 2025.
Teilnahmeberechtigt sind Unternehmen, Forschungseinrichtungen und -verbünde, Projektgruppen oder Einzelpersonen aus aller Welt und Branchen mit ihren Produkten und Anwendungen beziehungsweise Technologien für das Herstellen, Verarbeiten und Verwerten von Biopolymeren.
Weitere Details zur Ausschreibung finden Sie beim Veranstalter Polykum.
Kunststoffrecycling: Der große Überblick
Sie wollen alles zum Thema Kunststoffrecycling wissen? Klar ist, Nachhaltigkeit hört nicht beim eigentlichen Produkt auf: Es gilt Produkte entsprechend ihrer Materialausprägung wiederzuverwerten und Kreisläufe zu schließen. Doch welche Verfahren beim Recycling von Kunststoffen sind überhaupt im Einsatz? Gibt es Grenzen bei der Wiederverwertung? Und was ist eigentlich Down- und Upcycling? Alles was man dazu wissen sollte, erfahren Sie hier.