Tvärbindning

Tvärbindning, inom kemi och materialvetenskap ofta kallad cross-linking, är processen där två eller flera molekylkedjor binds samman genom nya länkar. Detta skapar ett tredimensionellt nätverk som begränsar kedjornas rörelse och ofta ökar materialets styvhet, kemikalie- och värmetålighet samt minskar lösligheten och ökar svällbarheten i vattenbaserade medier.

Det finns olika typer av tvärbindningar. Kovalent tvärbindning bildar starka, permanenta kopplingar mellan kedjorna. Fysiska tvärbindningar bygger på sekundära krafter som vätebindningar, jonbindningar eller andra icke-kovalenta interaktioner och kan vara reversibla under förändrade förhållanden. Enzymatiska tvärbindningar används i biologiska system för att koppla proteiner, stärka vävnader eller reglera funktioner.

Användningar: i polymerer och hydrogeler används tvärbindning för att kontrollera mekaniska egenskaper, svällning och permeabilitet. Inom industrin används det för vulkanisering av gummi och för att förbättra livslängden hos plaster och beläggningar. Inom biologi och biokemi används tvärbindning för att stabilisera proteiner, fixa vävnader under mikroskopi eller för att kartlägga protein–protein-interaktioner genom särskilda tvärbindningsreaktioner.

Effekter på egenskaperna varierar med bindningstyp och utformning: starka kovalenta nätverk ger hög mekanisk styrka och termisk stabilitet, medan reversibla eller mjukare nätverk ger ökad flexibilitet och bättre svällbarhet. Valet av tvärbindare avgör balansen mellan styrka, flexibilitet och porositet.