s

Nach einer Party, wenn noch eine halbe Schüssel Nudelsalat übrig ist, oder vor einer Party, wenn man einen Salat mitbringt, kommt sie zum oft Einsatz: Frischhaltefolie. Sie klebt von selbst an der Schüssel, zumindest an den meisten, und wenn nicht, klebt sie an sich selber. Schnell drumgewickelt, ist Frischhaltefolie ein praktischer, improvisierter Deckel, der das Essen schützt. Frischhaltefolie ist zwar etwas ganz Alltägliches, aber doch ziemlich Rätselhaftes. Das haben gleich zwei Leonardo-Hörer festgestellt und uns gefragt: Warum klebt Frischhaltefolie? Die Kleine Anfrage hat sich angeguckt, wie so eine Folie hergestellt wird, um dem rätselhaften Klebeeffekt auf den Grund zu gehen.

Geschmolzenes und ausgerolltes Plastik

Frischhaltefolien sind im Prinzip nichts anderes als geschmolzenes und dünn ausgerolltes Polyethylen: Heißer Plastikbrei wird durch eine dünne Düse gepresst (das Gerät heißt im Fachjargon Extruder) und auf eine Walze aufgerollt. Die Walze läuft etwas schneller als Plastikfolie aus der Düse tritt und zerrt das Material somit etwas auseinander. Außerdem ist die Walze kalt; der Kunststoff wird abgeschreckt. Durch das schnelle Abkühlen friert die Folie in einem Zustand ein, in dem die Atome keine geordnete Struktur bilden („amorpher Zustand“ im Gegensatz zu „Kristallisation“, bei der Atome sich in einem regelmäßigen Gitter anordnen). In diesem Zustand ergeben die Molekülketten eine glattere Oberfläche und sind weicher als kristallisierte Moleküle.

Dünner als ein Haar

Die Foliendicke, die so schlussendlich erreicht wird, beträgt etwa 10 Mikrometer – das sind 0,01 Millimeter. Zum Vergleich: Ein menschliches Haar ist etwa fünf Mal so dick. Dass die Folie so dünn ist, ist essentiell dafür, dass sie klebt. Manchmal enthält Frischhaltefolie zwar auch einen geringen Anteil Klebstoff, aber der ist nicht Grund dafür, dass die Folie so gut an einer Glasschüssel klebt (denn sie klebt ja beispielsweise schlecht an einer Holz- oder Plastikschüssel).

Dünn und weich 

Das Geheimnis der Frischhaltefolie ist, dass sie dünn und weich ist. Sie wird nicht nur dünn ausgerollt, sondern enthält auch Zusatzstoffe, die sie geschmeidiger und weicher machen. Denn die Folie klebt dadurch an der Schüssel, dass sie sich nah anschmiegt. Dann kommen Van-der-Waals-Kräfte zum Einsatz, winzige Anziehungskräfte, die überall in der Natur zwischen allen möglichen Stoffen wirken, aber so schwach sind, dass sie meistens nicht zu spüren sind. Damit sie zur Geltung kommen, müssen sie billiardenfach gleichzeitig auftreten: Die Frischhaltefolie darf nicht zu schwer sein und muss sich möglichst innig an die Schüssel anschmiegen – dann sind so viele Van-der-Waals-Kräfte im Einsatz, dass die Folie haftet.

Van-der-Waals-Kräfte

Die Van-der-Waals-Kraft ist eine elektromagnetische Anziehung, doch sie wirkt auch zwischen neutralen Atomen, die nicht geladen sind und eigentlich keine Anziehungskraft ausüben oder erfahren. Doch die Elektronen sitzen in den Atomen nicht fest an ihrem Platz, sondern schwingen hin und her. Wenn sich ein Elektron nach links bewegt, so herrscht dort auf der linken Seite ein kleiner Überschuss negativer Ladungen. Zusammen mit der rechten Seite, auf der das negative Elektron fehlt und die deshalb leicht positiv geladen ist, ist ein elektrischer Dipol entstanden – ähnlich einem kleinen Stabmagneten mit einem positiven und einem negativen Ende. Das Atom zieht dann andere Atome an, bei denen schwingende Elektronen ebenfalls dafür sorgen, dass es ein kleines Ladungsungleichgewicht gibt. Die Anziehung ist jedoch äußerst schwach und reicht nicht sehr weit.

Das Gecko-Prinzip

Damit diese schwachen Kräfte spürbar sind, muss die Kontaktfläche so groß wie möglich sein. Frischhaltefolie klebt nur, wenn sie sich eng anschmiegen kann. Das geht besonders gut bei glatten Oberflächen wie Glas, Porzellan und poliertem Metall. Und auch Geckos nutzen das Prinzip: Jedes einzelne Haar an einem Geckofuß haftet für sich alleine nur ganz schwach, doch weil Milliarden Fußhärchen gleichzeitig die Wand berühren, klebt der Gecko.

Kein Kontakt = keine Haftung

Wenn Frischhaltefolie nicht haftet, liegt das daran, dass sie die Oberfläche, an der sie kleben soll, nicht genug berührt: Schüsseln aus Holz und Plastik sind zu uneben, und benutzte Frischhaltefolie ist verknittert und dreckig und geht keinen so innigen Kontakt mehr mit der Schüssel ein, wie zum Haften nötig ist. Alufolie ist zwar auch dünn, aber sie ist nicht weich: Aufgrund ihrer Steifigkeit kommt sie einer Oberfläche nicht nah genug, damit die Van-der-Waals-Kräfte spürbar wirken können, außerdem ist sie schwerer. Und die Plastiktüten in der Obstabteilung im Supermarkt sind zwar dünn, aber ihre Oberfläche ist zu rau, um sich nah anzuschmiegen und so zu haften.

Manuskript

Wie kann man Kleben ohne Klebstoff auch unter Wasser? [mpg.de]

Quarks Script zum Thema kleben [Quarks & Co]

Wie funktionieren die Haftstrukturen an den Füßen von Geckos? [mpg.de]

Was sind Van-der-Waals Wechselwirkungen? [ChemgaPedia.de]