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118 Nicht kopfüber an der Decke wie ihr Forschungsobjekt, der Gecko, sondern mit beiden Beinen fest auf dem Boden: Ellen Wohlfart, Graciela Castellanos, Elmar Kroner und Programmleiterin Dr. Aránzazu del Campo (von links) vom Saarbrücker Leibniz- Institut für Neue Materialien erforschen gemeinsam die Prinzipien der bisher in vielen Details noch rätselhaften Gecko-Haftung. Die Natur hält eine Vielzahl von ausgefeilten Techniken bereit, die die Forscher zuweilen vor große Rätsel stellen. Dazu zählt auch das sogenannte Gecko-Prinzip: Der Gecko ist in der Lage, kopfüber an der Decke zu laufen – und das sogar auf glatten Glas flächen. Zwar weiß man mittlerweile, dass schwache elektrostatische Anziehungs kräfte zwischen Atomen, die Van-der- Waals-Kräfte, für jene erstaunliche Fähigkeit verantwortlich sind, doch ist es bisher nur im Labor gelungen, das Prinzip nachzustellen. Im großen Maßstab ließ sich der rückstandsfreie „Gecko-Kleber“ noch nicht produzieren. Dabei wäre ein solcher Haft-Mecha nismus heiß begehrt, etwa in der Medizin tech nik und der Robotik. Ein Team von Wissenschaftlern verschiedener Disziplinen will diese Lücke nun schließen. Die Forscher – Biologen, Physiker, Chemiker, Werkstoffwissenschaftler und Ingenieure – setzen an der Schnittstelle zwischen Grundlagen- und angewandter Forschung an. Mit dabei sind Professor Dr. Eduard Arzt, Dr. Aránzazu del Campo und Professor Dr. Michael Veith vom Leibniz-Institut für Neue Materialien in Saarbrücken, Dr. Andreas Gombert vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme in Freiburg und Dr. Chris - tofer Arisandy von der BASF AG in Ludwigshafen. Gemeinsam wollen die Wissenschaftler dem Gecko-Prinzip bis ins Detail auf die Spur kommen und es mit geeigneten Materialien und Herstellungstech - no logien zur großtechnischen Anwendung bringen. Das Potenzial ist riesig, umfasst es doch alle möglichen Befestigungsarten – vom wieder verwendbaren Klebeband bis hin zu „Gecko-Schuhen“ für Roboter. Am Saarbrücker Institut geht es zunächst darum, die Struktur der Oberflächen zu bestimmen, die aneinander haften – und sich voneinander auch wieder lösen – sollten. Völlig ungeklärt ist beispielsweise das Lösen der Geckohaftung, kann das Reptil doch nicht nur sehr stark anhaften, sondern sich auch leicht wieder von der Oberfläche trennen. Bislang weiß man nur, dass er dazu eine Art Scherbewegung mit den Füßen macht, die jenen Winkel ändert, in dem die Haare auf den Untergrund auftreffen. Ein einfaches Abreißen der Füße hin - gegen ist nicht möglich, haben die Saarbrücker Wissenschaftler um Dr. del Campo bereits herausgefunden. Um über die tatsächlichen Mechanismen mehr zu erfahren, bedienen sich die Forscher verschiedener Modellsysteme. Weiteres Ziel ist es, neue Materialien mit den gewünschten Eigenschaften zu entwickeln. Ob Oberflächen aneinander haften oder nicht, hängt vor allem von ihren Strukturen ab; hier spielen Polymeroberflächen im Mikround Nanobereich eine Rolle. Die neuen Materialien werden anschließend am Freiburger Fraunhofer-Institut in die richtige Form gebracht. Mit Blick auf die künftige Anwendbarkeit werden die Untersuchungen zum gesamten Herstellungs prozess von der BASF AG begleitet. Grundlagen- und angewandte Forschung bis hin zur vorindustriellen Fertigung eines Prototyps sind somit von Beginn an gekoppelt. Gelingt der Durchbruch beim klebstofffreien Kleben nach Gecko-Prinzip, würde das mit Sicherheit einiges und vielleicht auch einige auf den Kopf stellen. Die VolkswagenStiftung unterstützt die Suche nach dem Klebstoffersatz mit rund 810.000 Euro.
Neue Bewilligungen Essen Kulturwissenschaftliches Institut, Essen, Forschungsgruppe Erinnerung und Gedächtnis (Prof. Dr. Harald Welzer): Referenzrahmen des Helfens. Ein interdisziplinäres Forschungsprojekt zum prosozialen Verhalten unter restriktiven Bedingungen München Universität München, Historisches Seminar, Abt. Jüdische Geschichte und Kultur (Prof. Dr. Michael Brenner): Geschichte der Juden in Deutschland nach 1945 Saarbrücken, Ludwigshafen, Freiburg Leibniz-Institut für Neue Materialien, Saarbrücken (Prof. Dr. Eduard Arzt, Dr. Aránzazu del Campo, Prof. Dr. Michael Veith); BASF AG, Ludwigshafen, Polymer Research – Polymer for Adhesives (Dr. Christofer Arisandy); Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme, Freiburg, Abt. Material - forschung und Angewandte Optik (Priv.-Doz. Dr. Andreas Gombert): Bioinspired reversible adhesives by micro- and nanopatterning techniques Stellt womöglich einiges auf den Kopf: Die Gecko-Forscher aus Wissenschaft und Industrie ent - wickeln gemeinsam Polymeroberflächen im Mikro- und Nanobereich, die die Hafthärchen der Geckos nachbilden (Bild links). Diese Form der Oberfläche erhöht die Adhäsionskraft enorm. Die Materialien können aber noch weiter verbessert werden: Das rechte Bild zeigt eine Oberfläche mit einer Zwei-Ebenen-Struktur, die mittels optischer Lithographie gewonnen wurde. Und irgendwann klappt es dann auch mit dem Kleben ohne Klebstoff. Jahresbericht 2007 Offen – für Außergewöhnliches 119
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Jahresbericht 2007 Wir stiften Wiss
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6 Die Stiftung und ihr Förderprofi
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