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BMBF-Projekt "Electra Detouch"

Biohybride Klebsysteme: Über enzymaktivierte Polymerisation zu neuen Technologieplattformen für schaltbare Adhäsion

Die überwiegenden Produkte unseres täglichen Lebens werden mit Hilfe von Klebstoffen hergestellt, die traditionell „ein Leben lang“ halten sollten. Ökologische und ökonomische Aspekte erfordern aber zwingend neue Klebstofffunktionen zur Umsetzung von Reparatur- und Rezyklierungsstrategien für eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft.
Ziel des Vorhabens ist die Etablierung einer neuen Plattformtechnologie des Entklebens („Debond-on-Command“).
Ausgehend von Aminosäuren, als biologiescher Feedstock, werden über einen wasserbasierten Prozess Klebstoffe zugänglich, die schaltbar zu einer starken Reduktion der Klebkraft befähigt sind.
Die Biohybrid-Klebstoffe ermöglichen einen Technologiesprung, der durch die Abschaltung der Klebkraft an einem Prototyp dargelegt und dessen Potentiale für die Verwertung im Bereich des „Smart Packaging" anhand integrierter „Klebe/Entklebe“-Bauelemente gezeigt werden.
Das interdisziplinäre Projekt bringt Biotechnologie, Polymerchemie, Ingenieurs- und Informationswissenschaften zusammen und ermöglicht neuartigen Produkte, wie „Smart Tags" die per Smartphone oder über Fingerabdruckscanner abgelöst werden können. Die Einkopplung von Smart-Device-Elektronik in Materialkonzepte über schaltbare Klebstoffe, eröffnet neue Zukunftsfelder, zeigt die enormen Potentiale der industriellen Bioökonomie von morgen und lässt die Klebstoffherstellung über weiße Biotechnologieprozesse möglich erscheinen.

The aim of the project is to establish a new platform technology of electrical debonding at the "push of a button" (debond-on-command). The biohybrid adhesives enable a technological leap by switching adhesion to the adhesive interface and show the enormous potential of an industrial bioeconomy. The convergence of Biotechnology, polymer chemistry, engineering and information sciences lead to new types of products such as "smart tags" that can be replaced by smartphones and processes that enable advanced repair strategies for a sustainable circular economy.
The biological feedstock of the di-peptides is produced from amino acids. A water-based hybrid process makes the adhesives accessible.
The electrochemical oxidation of the adhesive segments leads to a strong reduction in the adhesive strength. The newly accessible function is demonstrated by the electrical switch-off of the adhesive force on a prototype format. The potential for recycling in the area of "smart packaging" is assessed on the basis of integrated "bonding / debonding" components that are printed on non-conductive substrates. The combination with energy carriers, microchips and sensory elements could be integrated switching of the adhesion through fingerprints or remote control allow via WLAN.
The coupling of smart device electronics into materials via electrically switchable adhesives opens up new fields of the future and the industrial bioeconomy of tomorrow makes the production of adhesives via white biotechnology processes to appear possible.