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Kirigami-Klebeband: Hohe Haftung und rückstandsfreies Ablösen dank japanischer Schnittkunst
Forschende der Virginia Tech haben ein neuartiges Klebeband entwickelt, das von der traditionellen japanischen Kirigami-Technik inspiriert ist. Das Ergebnis: deutlich höhere Haftkraft in eine Richtung und müheloses Ablösen in die andere – ganz ohne Rückstände.
Kirigami – die Kunst des Faltens und Schneidens von Papier – hat nun Einzug in die Welt der Klebetechnologie gehalten. Das Team um Michael Bartlett von der Virginia Tech übertrug das Prinzip auf ein Klebeband, indem es ein feines Muster aus rechteckigen, U-förmigen Einschnitten einlaserte. Die Forschenden fanden heraus: Wird das Klebeband in eine Richtung gezogen, verstärkt sich die Haftung um das bis zu 60-Fache. In der Gegenrichtung hingegen lässt sich das Band mühelos wieder ablösen.
Dieses Verhalten basiert auf dem Prinzip der umgekehrten Rissausbreitung, ein aus der Bruchmechanik bekanntes Phänomen. Statt dass sich durch Zugbelastung Risse im Klebstoff ausbreiten und die Haftung verlieren, wird die Energie in bestimmte Bereiche des Bandes geleitet, was die Bindung verstärkt. In die entgegengesetzte Richtung entfaltet sich das Muster so, dass sich der Klebestreifen problemlos löst – ohne Rückstände oder Beschädigungen.
Veranstaltungstipp: Kleb- und Dichtstoffe
In dem Seminar „Kleb- und Dichtstoffe formulieren“ am 10.09.2025 in Essen lernen Sie Klebstoffformulierungen zu analysieren und machen sich vertraut mit den verschiedenen Bestandteilen und wichtigsten Klebetypen. Patentbeispiele und eigene Berechnungen werden Ihnen helfen, die eigene Klebstoffformulierung zu erstellen.
Praxistest mit Ziegelstein – robust und nachhaltig
Um die Belastbarkeit zu demonstrieren, verschlossen die Forschenden Kartons mit herkömmlichem und mit Kirigami-Klebeband. Auf beide ließen sie Ziegelsteine fallen. Der mit dem modifizierten Band gesicherte Karton hielt selbst nach fünf Versuchen stand, während der andere bereits nach dem zweiten Durchgang versagte.
Die Technologie verspricht vielseitige Anwendungen – von der sicheren Verpackung in Logistik und E-Commerce bis hin zu wiederverwendbaren Verpackungssystemen im Sinne nachhaltiger Materialkreisläufe. Auch in industriellen Bereichen, in denen stark haftende, aber rückstandslos entfernbare Klebeverbindungen gefragt sind, könnte das Kirigami-Klebeband künftig zum Einsatz kommen.
Quelle: Hwang et al., Nature Materials, Volume 22, 2023
