NIEUW SOORT POLYMEER PLAKT IN DE HAND, NIET IN DE LUCHT

Scheikundigen van het Franse bedrijf ELF/Atochem hebben een nieuw soort polymeer ontwikkeld waarvan de plakkerigheid door verwarming kan worden beïnvloed. Nu worden veel plastics plakkerig wanneer ze worden verwarmd, maar dat gebeurt altijd heel geleidelijk over een breed temperatuurgebied. Bij het nieuwe polymeer vindt de overgang plaats binnen twee graden Celsius, hetgeen onverwachte toepassingsmogelijkheden biedt (Science, 20 augustus 1999).

Het onderzoek op dit gebied richtte zich tot nu toe voornamelijk op het oppervlak van materialen. Door dat chemisch te veranderen probeerde men de eigenschappen ervan te beïnvloeden.

De Franse onderzoekers volgden een andere weg. Zij bedachten dat veranderingen in het binnenste ook hun invloed hebben aan het oppervlak. Om dat idee uit te werken synthetiseerden ze een serie vloeibaar kristallijne polymeren (LCP). Die bestaan uit lange rijen koolstofatomen waar op regelmatige afstanden van elkaar zijgroepen aan vast zijn gemaakt. De helft daarvan is helemaal voorzien van fluoratomen, waardoor ze qua structuur en eigenschappen op Teflon lijken, terwijl de andere helft gevormd wordt door `gewone' koolstofketens.

Bij kamertemperatuur zit alles netjes geordend in een kristallijn rooster, met de Teflon zijketens aan de buitenkant. Het oppervlak wordt daardoor niet alleen water- en vuilafstotend, maar ook vrij ruw en hard. En dat zijn factoren die een goede hechting tegenwerken, want daarvoor is juist een groot contactoppervlak nodig tussen makkelijk vervormbare materialen. Wanneer de temperatuur wordt verhoogd, treedt er een faseovergang op en ontstaat er wanorde: de polymeerketens vormen één grote kluwen en ook aan het oppervlak zijn de zijgroepen niet langer netjes gerangschikt. Het materiaal wordt zacht, glad en daardoor veel plakkeriger. Uit metingen met een speciale `plaktester' bleek dat deze verandering omkeerbaar is.

Door de lengtes van de zijketens en hun onderlinge verhouding te veranderen kan bovendien de overgangstemperatuur heel precies worden afgestemd. In het nu gepresenteerde materiaal ligt die rond de 35˚ C, net iets onder normale lichaamstemperatuur.

Daar is bewust voor gekozen. Als dit materiaal aangebracht zou worden op de handgreep van een tennisracket, zorgt het voor een stevige grip. Zodra het echter wordt opgeborgen, neemt de plakkerigheid af en krijgen stof en vuil geen kans zich te hechten.

De onderzoekers zien verder grote toepassingsmogelijkheden op het gebied van de biotechnologie, de cosmetica en in de verfindustrie.

(Rob van den Berg)