Zeitraffer-Mikroskopaufnahmen von trocknendem Klebstoff
Ähnlich wie beim trocknenden Wassertropfen aus der Dinge unter‘m Mikroskop-Serie, könnte man meinen das trocknender Klebstoff nicht unbedingt faszinierende Bilder liefert. Wer sich die trocknenden Wassertropfen angeschaut hat, oder das Video von der trocknenden Farbe von sixty symbols kennt, der weiß, dass das nicht stimmt.
Generell ist Kleber ein faszinierender Stoff, besonders Alleskleber den wir aus unserem Alltag kennen. In der Industrie gibt es viele verschiedene Kleber die nur ganz bestimmte Materialen verkleben können – die sind auch spannend, aber gerade der Alleskleber ist noch eine Ecke interessanter. Alleskleber gehören zu der Kategorie lösemittelhaltige Nassklebstoffe, die physikalisch Abbinden, aber bevor ich da jetzt ins Detail gehe würde ich gerne schonmal eine kleine Zeitrafferaufnahme zeigen.
4mm Tropfen Alleskleber – Der Erste Teil zeigt einen schnellen Zeitraffer mit 180fach Geschwindigkeit, danach folgen die gleichen Bilder in 30facher Geschwindigkeit (CC-BY 4.0 André Lampe)
Die Luftbläschen im Kleber sollten einem sofort aufgefallen sein und auch wie langsam sie sich bewegen – kein Wunder, Kleber ist ziemlich zähflüssig, was man in der Physik als viskos bezeichnet. Warum ein Kelbstoff überhaupt klebt, hängt mit der Flächenhaftung und der inneren Festigkeit zusammen. Flächenhaftung kennt man vom Geschirrspülen, zum Beispiel wenn feuchte Frühstücksbrettchen an einander kleben bleiben. Das ist ein Beispiel für Flächenhaftung oder auch Adhäsion. Die innere Festigkeit wird bei Klebstoffen auch Kohäsion genannt. In der Chemie bezeichnet dieser Begriff die Bindungskräfte zwischen Atomen oder Molekülen eines Stoffs die zum Beispiel auch für die Oberflächenspannung verantwortlich sind. Bei Klebstoffen ist mit Kohäsion sowohl die Viskosität und das Fließverhalten als auch die Festigkeit des ausgehärteten Klebstoffs gemeint.
5mm Tropfen Alleskleber auf zwei Kugelschreiberlinien – Der Erste Teil zeigt einen schnellen Zeitraffer mit 180fach Geschwindigkeit, danach folgen die gleichen Bilder in 30facher Geschwindigkeit (CC-BY 4.0 André Lampe)
OK, Alleskleber ist also ein lösemittelhaltiger Nassklebstoff – was ist das genau? In einem Lösemittel, zum Beispiel Aceton oder Essigsäuremathylesther, sind langkettige Moleküle (Polymere) gelöst. Wenn das Lösungsmittel sich nun langsam aus dem Klebstoff verdünnisiert, verhaken sich diese Polymere mit der Oberfläche aber auch miteinander: es klebt. Die „Luftbläschen“ in den Videos sind vermutlich nicht mit Luft gefüllt sondern mit verdunsteten Lösungsmittel.
4mm Tropfen Alleskleber von der Seite – Der Erste Teil zeigt einen schnellen Zeitraffer mit 180fach Geschwindigkeit, danach folgen die gleichen Bilder in 30facher Geschwindigkeit (CC-BY 4.0 André Lampe)
So habe ich das Video aufgenommen. (Bild: CC-BY 4.0 André Lampe)
Der Nachteil von Allesklebern ist, dass sie nur „ganz OK“ kleben, Wikipedia nennt das „keine überragende Haftung“. Hinzu kommt, dass Alleskleber in den meisten fällen nicht sonderlich beständig sind gegenüber Lösungsmitteln oder auch Wasser sind. Außerdem kann man die Klebestellen häufig durch Temperaturen oberhalb von 40°C wieder trennen, die sogenannte Erweichungstemperatur von Alleskleber ist recht niedrig.
Alle Aufnahmen sind mit dem günstigen USB-Mikroskop gemacht, über das ich in Mikroskope – Dos and Don‘ts beim Kauf geschrieben habe. Angesteuert wurde das Mikroskop mit µManager (micro-manager.org), einer open source software, die auch in der Forschung benutzt wird. Generell stelle ich alle Bilder und Videos hier unter eine CC Lizenz, so das jeder sie benutzen kann. Wenn ihr das tun solltet, teilt mir das doch bitte mit – ich würde mich freuen zu erfahren wo der Kram weiter benutzt wird. Die Rohdaten dieser Aufnahmen stelle ich auch gerne zur Verfügung, wenn jemand daran Interesse hat.
orcid.org/0000-0003-0750-4757
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