Silly Putty (oder Science Putty, wie es manchmal genannt wird) ist ein seltsames Material. Dehnen Sie es langsam und es verformt sich glücklich und kann sehr leicht geformt werden. Ziehen Sie es jedoch mit genügend Kraft auseinander und es rastet in zwei Teile ein. Es fließt unmerklich langsam, als wäre es eine dicke Flüssigkeit, aber wenn es zu einem Ball aufgerollt wird, springt es, wenn es auf eine harte Oberfläche geworfen wird. Ein genauerer Blick auf die Chemikalien, aus denen Silly Putty besteht, kann uns helfen, dieses seltsame Verhalten zu erklären.
Für die Herstellung von Silly Putty werden eine Reihe von Zutaten verwendet: 65% davon sind eine Verbindung namens Polydimethylsiloxan, aber auch Farbstoffe sind enthalten, um die breite Palette von Farben zu erhalten, in die der Kitt kommt. Es ist jedoch das Polydimethylsiloxan (kurz PDMS), das einen großen Beitrag zu den seltsamen Eigenschaften von Silly Putty leistet.
PDMS ist eine Art Silikon, eine Gruppe von Polymeren, die dadurch definiert ist, dass sie alle Si-O-Si-Einheiten als Grundlage ihrer Polymerstruktur enthalten. Silikonpolymere sind natürlich häufiger für ihre Verwendung in Brustimplantaten bekannt – und sind nicht mit dem Element Silizium allein zu verwechseln, was viel unangenehmer wäre!
Die Eigenschaften von PDMS sind mitverantwortlich für die Eigenschaften von silly putty. Es ist ein sogenannter viskoelastischer Feststoff. Dies bedeutet im Grunde, dass es in einigen Fällen wie eine Flüssigkeit fließen kann, sich aber in anderen Fällen wie ein elastischer Feststoff verhält. Die Polymerketten sind sehr flexibel, und wenn sie besonders lang sind, wie im Fall von Silly Putty, können sie sich locker umeinander verfangen. Dies verursacht die Viskoelastizität von PDMS.
Die Viskoelastizität von PDMS allein reicht jedoch nicht aus, um die Kuriositäten von Silly Putty zu erklären. Ein weiterer Bestandteil der Mischung, Borsäure, leistet ebenfalls einen entscheidenden Beitrag. Die PDMS-Ketten in Silly Putty enden in OH-Gruppen. Die Borsäure kann mit diesen reagieren, um transiente Bor-vermittelte Verknüpfungen zwischen verschiedenen Polymerketten zu bilden. Diese ‚Vernetzungen‘ helfen, den Kitt zusammenzuhalten, und tragen auch zu seinen Eigenschaften bei.
Wenn der Kitt langsam geformt wird, haben die Vernetzungen Zeit, an verschiedenen Stellen in den Polymerketten zu brechen und sich zu reformieren. Dies bedeutet, dass wir den viskosen Fluss des Kitts sehen können. Wenn der Kitt jedoch mit geeigneter Kraft gezogen wird, haben die Vernetzungen keine Zeit zu brechen und sich zu reformieren, so dass ein elastisches Verhalten beobachtet wird. Bei geeigneter Kraftausübung kann der Kitt sogar zerbrochen werden.
Neben der offensichtlichen Anziehungskraft allein auf den Unterhaltungswert hat Silly Putty tatsächlich einige ernsthafte Anwendungen gefunden. Es wurde verwendet, um Werkzeuge während einiger der Apollo-Weltraummissionen zu sichern, aufgrund seiner milden Hafteigenschaften, und es wird auch in einigen Therapietechniken für Patienten verwendet, die sich von Verletzungen ihrer Hände erholen.
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