Klebeband strahlt Licht – und Röntgenstrahlen – aus, wenn es sich löst.Carlos Camara und Juan Escobar

Weihnachten könnte eine neue Gefahr mit sich bringen, wenn Sie Ihre Geschenke einwickeln – röntgenemittierendes Klebeband.Forscher der University of California, Los Angeles, haben gezeigt, dass das einfache Abziehen von gewöhnlichem Klebeband im Vakuum genug Röntgenstrahlen erzeugen kann, um ein Bild aufzunehmen – von einem der eigenen Finger der Wissenschaftler (siehe Videos).“Irgendwann hatten wir ein bisschen Angst“, sagt Juan Escobar, ein Mitglied des Forschungsteams. Aber er und seine Mitarbeiter erkannten bald, dass die Röntgenstrahlen nur emittiert wurden, wenn das Kit im Vakuum verwendet wurde. „Wir wollen die Menschen nicht davon abhalten, im Alltag Klebeband zu verwenden“, fügt Escobar hinzu.Diese Art der Energiefreisetzung – bekannt als Tribolumineszenz und in Form von Licht gesehen — tritt auf, wenn ein Feststoff (oft ein Kristall) zerkleinert, gerieben oder zerkratzt wird. Es ist ein seit langem bekanntes, wenn auch etwas mysteriöses Phänomen, das Francis Bacon 1605 gesehen hat. Er bemerkte, dass das Kratzen eines Zuckerklumpens dazu führte, dass er Licht abgab.Die führende Erklärung besagt, dass, wenn ein Kristall zerkleinert oder gespalten wird, der Prozess entgegengesetzte Ladungen trennt. Wenn diese Ladungen neutralisiert werden, setzen sie einen Energieschub in Form von Licht frei.

Bereits 1953 schlug ein in Russland ansässiges Wissenschaftlerteam vor, dass das Schälen von Klebeband Röntgenstrahlen erzeugt. Aber „wir waren sehr skeptisch gegenüber den alten Ergebnissen“, sagt Escobar. Sein Team beschloss, das Phänomen trotzdem zu untersuchen, und stellte fest, dass Röntgenstrahlen tatsächlich in hochenergetischen Pulsen abgegeben wurden.

Als die Forscher ein kleines Plastikfenster in ihre Vakuumkammer stellten, konnten sie sogar ein Röntgenbild eines Fingers mit einem zahnärztlichen Röntgendetektor aufnehmen. Ihre Ergebnisse sind in Nature1 veröffentlicht.

Mechanolumineszierendes Geheimnis

„Von den gesamten Elektronenentladungen erzeugt nur eine von zehntausend Röntgenstrahlen“, sagt Escobar. Die Energien der einzelnen Röntgenpulse, typischerweise wenige Nanosekunden lang, betragen etwa 15 Kiloelektronenvolt.

Das Klebeband kann sogar helfen, ein Röntgenbild (überlagert) eines menschlichen Fingers aufzunehmen.Carlos Camara, Juan Escobar und Seth Putterman

Die Energie der Röntgenstrahlen steht in direktem Zusammenhang mit der Ladungsmenge, die sich beim Abziehen an der Oberfläche des Bandes aufbaut. Die Wissenschaftler berechnen, dass diese Ladung in ihrer Studie zehnmal höher war als in ähnlichen Experimenten. „Wir sind uns nicht ganz sicher, warum das Band so stark aufgeladen ist“, sagt Escobar.

Das Klebeband-Röntgengerät verblüfft auch andere auf diesem Gebiet. „Sie hätten nicht gedacht, dass so viel mechanische Energie als Röntgenstrahlung herauskommt“, sagt Ken Suslick, Experte für Mechanolumineszenz an der University of Illinois in Urbana-Champaign. „Der Klebstoff auf dem Band ist eine amorphe Flüssigkeit, nicht kristallin. Was die Übertragung von Ladung verursacht, von Elektronen oder Protonen, was die akzeptierenden und Donorgruppen sind — diese Dinge sind viel weniger klar.“Die Forscher vermuten, dass die hohe Ladungsdichte, die durch das Abziehen des Bandes erzeugt wird, groß genug sein könnte, um die Kernfusion auszulösen. Michael Loughlin, Nuklearanalyst am internationalen Kernfusionsexperiment ITER in Cadarache, Frankreich, ist skeptisch. Aber er fügt hinzu, dass, wenn er sich als falsch erwiesen hat, ein System, das Fusionsreaktionen auf Knopfdruck liefern könnte, sehr nützlich wäre.

Suslick beabsichtigt nun, mechanolumineszierende Systeme, an denen er in seinem Labor gearbeitet hat, erneut zu untersuchen, um nach Röntgenstrahlen zu suchen. In der Zwischenzeit planen Escobar und seine Kollegen, verschiedene Arten von Klebstoffen zu untersuchen, um festzustellen, ob sie den gleichen Effekt erzielen.

Aber die größte Herausforderung wird es sein, genau herauszufinden, wie es funktioniert, sagt Escobar. „Das steht an erster Stelle auf unserer Liste.“