Muslingers eminente klæbeevne bliver til lim

På sin sten sidder blåmuslingen, udsat for havets bølgeslag, sand og skiftende temperaturer. Alligevel sidder den fast. I årevis har forskere ved Aarhus Universitet arbejdet på at forstå og efterligne blåmuslingens eminente evne til at klæbe sig fast og hærde sin ‘lim’ under vand.

En vandbestandig lim fremstillet af naturlige ingredienser vil gøre det muligt at udfase mindre miljøvenlige alternativer, der indeholder organiske opløsningsmidler og andre skadelige stoffer, i industrien. Men også i hospitalssektoren vil man kunne udnytte de selvreparerende egenskaber i blåmuslingernes lim i en elastisk lim eller en gel, der kan lukke sår efter operationer.

I første omgang er det dog en lim til læderprodukter, der er emnet for et toårigt udviklingsprojekt med støtte fra Miljøstyrelsen. Med inspiration fra blåmuslingerne samarbejder forskere fra Aarhus Universitet, Teknologisk Institut og limproducenten Dana Lim om at udvikle en biobaseret lim til sko- og møbelindustrien. Prototyper af limen skal løbende testes af industripartnerne Angulus Sko og Søren Lund Møbler.

Kemisk fællesnævner

Når forskerne til en start vælger at kaste sig over netop læderprodukter, skyldes det ifølge sektionsleder Simon Frølich fra Teknologisk Institut, at der er en fællesnævner mellem den kemiske funktionalitet i blåmuslingernes lim og den garvesyre, som man i årtusinder har udtrukket fra bark og garvet dyrehuder med.

»Blåmuslingen stikker noget ud, der ligner en tunge, og inden i den støber den en tråd. Når den så trækker tungen tilbage, er tråden tilbage, og idet den møder havvandet, sker der en pH-ændring, så limen hærder op,« forklarer han.

Det er et særligt MFP-protein (mussel foot protein) i enden af de 20-50 små, elastiske tråde, som får dem til at hægte sig fast. Dette protein har en høj koncentration af nogle katekol-grupper, en slags ‘kemisk håndtag’, som også findes i garvesyre.

»Der er altså et godt match mellem den her blåmuslingeteknologi og læder. Vi ved, at de to interagerer godt med hinanden, og at man derfor kan lime stærkt til læder med den,« siger Simon Frølich.

I laboratoriet bruger forskerne nogle andre molekyler med de samme kemiske håndtag. Udgangspunktet er, at de skal være biobaserede i det endelige produkt, men her i udviklingsfasen testes både syntetiske og naturlige versioner.

»Vi tager det her kemiske håndtag og flytter det over på en biobaseret polymer, bl.a. kitosan, som er udvundet fra rejeskaller. Denne modificerede polymer kombineres derefter med en anden biobaseret polymer i den endelige lim. Det kunne f.eks. være alginat, der kan udvindes fra alger,« forklarer Simon Frølich.

Vand og slid sætter lim på prøve

Her et år inde i det toårige udviklingsprojekt har Teknologisk Institut sendt de første prototyper til Dana Lim, hvor teknologichef Erik Andersen står i spidsen for at modne dem til et produkt, der kan håndteres i en produktion.

»Det kan godt være, at vi skal have blandet den med noget andet eller gøre den tykkere eller tyndere, så den kan sprøjtepåføres. Vi skal tilsætte forskellige ting for at få en given slutapplikation til at fungere industrielt,« fortæller han.

I sit sortiment har Dana Lim allerede i dag limtyper, der er bioinspirerede og med råvarer fra f.eks. gummitræer, men der skal en særdeles bestandig lim til at holde sammen på overlæder og sål i en børnesko, der dagligt bliver udsat for den ultimative brugertest.

»De fleste lime har det med, at de kveller lidt op og svækkes, når de bliver våde, og hvis de så bliver belastet, mens de er våde, så slipper de. Det er måske lidt det, der kan være en problemstilling med en kvik, ung mand, der hopper i vandpytter,« siger Erik Andersen.

Derfor håber han, at projektet vil munde ud i et bindemiddel, der er mere bestandigt end de limtyper, der findes i dag. For her må man som regel ty til mindre miljøvenlige PU- eller epoxyteknologier eller produkter, der indeholder organiske opløsningsmidler.

»Til møbler er man dog gået over til at anvende mere vandbaserede teknologier, men projektet skulle gerne kunne løse nogle af de udfordringer, der er på det lidt mere farlige kemiområde. Og vi håber så sandelig også, at produkterne kan måle sig med de andre vandbaserede alternativer, der er,« siger han.

Mange anvendelsesmuligheder

Det vil vise sig, når de første dunke med færdig lim sendes til validering hos Angulus Sko og Søren Lund Møbler. Her er målet både at forbedre arbejdsmiljøet for medarbejderne og reducere miljøbelastningen fra produktionen. Kan man sælge børnesko med minimeret CO2-aftryk, er det ikke skidt for imaget i en tid med fokus på cirkulær økonomi og ressourceknaphed.

For Erik Andersen og hans laboratorium er opgaven at få styrke, påføring og historie til at gå op i en højere enhed:

»Historien er jeg nok ret sikker på, vi har. Men realistisk set ved vi godt, at vi ikke får kunderne til at betale mere for en lim, medmindre den virkelig løser et problem for dem.«

Og selvom man i første omgang fokuserer på læder, har han en klar forhåbning om, at den nye teknologi vil kunne bruges til limning af mange andre materialer:

»Når vi ser, hvad muslingen kan finde på at binde sig til, så kan jeg ikke se, hvorfor vi ikke skulle kunne lime bedre på metal eller malede overflader. Jeg håber meget, at vi kan få limet de her børnesko, men den kunne lige så godt finde anvendelse inden for mange andre industrier,« siger Erik Andersen.

Og det skulle ikke være første gang, han i et udviklingsarbejde oplever, at der pludselig dukker nogle uventede fordele op.

»Pludselig kan vi hæfte på noget, man normalt ikke troede, man kunne hæfte på. Og det er dét, der driver arbejdsdagen i en udviklingsafdeling.«