Zelfherstellende combinatie van covalent en niet-covalent.

Van liponzuur kun je een deels supramoleculair netwerk maken dat enorm taai is en bovendien zelfherstellend. Het is tevens prima lijm, schrijven onderzoekers van het Feringa Nobel Prize Scientist Joint Research Center in Shanghai in Science Advances . De laureaat in kwestie, als buitengewoon hoogleraar verbonden aan dit laboratorium van de East China University of Science and Technology (ECUST), is coauteur.

Liponzuur (ALA) geniet enige populariteit als voedingssupplement. Dieren gebruiken het als cofactor voor een aantal enzymen binnen de citroenzuurcyclus. Verwarm je het tot boven het smeltpunt (70 °C), dan verbreek je de disulfidebinding tussen beide zwavelatomen. Die vormen dan nieuwe bindingen met collega’s in een á nder ALAmolecuul, zodat je ketenmoleculen krijgt. Bij afkoeling vormen zich ook nog waterstofbruggen tussen carboxygroepen en zo ontstaat een tamelijk stevige kunststof.

Maar stabiel is anders, want aan elk ketenuiteinde resteert een los zwavelradicaal dat zich tussen de disulfidebindingen probeert te wringen.

Het idee is nu twee extra ingrediënten door de smelt te mengen: 1,3-diisopropenylbenzeen, dat covalente crosslinks vormt tussen twee zwavelradicalen, en Fe3+-ionen (gedoseerd als ijzerchloride), die met drie COO--groepen tegelijk een binding kunnen vormen die veel sterker is dan een waterstofbrug.

Het resultaat is haast te taai om met een mes te snijden. Het laat zich een factor honderd oprekken zonder dat het scheurt. En áls het scheurt, kun je dat repareren door de oppervlakken tegen elkaar te drukken. De bedenkers vermoeden dat eerst de waterstofbruggen en de bindingen met Fe3+ zich herstellen. Dat trekt de breukvlakken dicht genoeg tegen elkaar om de uitwisseling van disulfidebindingen weer op gang te brengen, over de kloof heen. De lijmwerking heeft zowel te maken met de elasticiteit als met de mogelijkheid om waterstofbruggen te vormen met andere oppervlakken zoals glasplaatjes, en zelfs teflon. (AD)