Evonik Magazin 4/2007 - Evonik Industries AG

34 ERFORSCHEN
BIONIK EVONIK-MAGAZIN 4/2007
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FOTO: MARTIN
Das Geheimnis
der Mikrohärchen
das Material an glatten Wänden kleberfrei
haften. „Potenzielle Anwendungen reichen
von wiederverwendbarem Klebeband bis
hin zu Schuhsohlen für Kletterroboter und
sind somit von großer technologischer
Relevanz“, betont Dr. Stanislav Gorb, Projektleiter
am MPI für Metallforschung. Schon seit
einiger Zeit ist bekannt, wie Insekten, Spinnen
und Geckos zu dem bemerkenswerten
Talent kommen, an Wänden oder Decken
spazieren zu gehen – extrem dünne Härchen
lassen ihre Füße regelrecht an der Wand
kleben. Je größer das Tier, desto feiner diese
Haare. Die im Verhältnis zu einer Fliege
schweren Geckos wenden bei der Gelegen-
HARYVEY/CORBIS sohlen inspiriert, also biomimetisch, und lässt
heit schon seit Millionen Jahren Nanotechnik
an.
Diese Entdeckungen entfachten große
Erwartungen, doch auch in diesem Fall mussten
die Forscher des MPI und ihre Partner von
der Gottlieb Binder GmbH in Holzgerlingen,
einem Spezialisten für Befestigungssysteme,
einen langen Atem haben, denn die ersten
entwickelten Generationen der mit verschiedenen
Methoden erzeugten Oberflächen
hafteten schlecht und stellten die Forscher
nicht zufrieden. Doch jetzt sind die Wissenschaftler
bei der Nachahmung des biologischen
Haftmechanismus einen großen
Schritt weitergekommen. Sie entwickelten
ein Material, dessen Mikrostruktur exzellente
Hafteigenschaften bewirkt. Die Entwicklung
der künstlichen Strukturen basiert
auf der Untersuchung der Fußsohlen mehrerer
Käferarten. Deren besonders starke Haftkraft
beruht auf speziell geformten Härchen,
die an winzige Pilze erinnern.
In den strengen Prüfungen, die Max-
Planck-Forscher mit speziell für diesen
Zweck entwickelten Messinstrumenten
vornahmen, überzeugte das künstliche Haftsystem
mit vielen Vorzügen. So hält es Hunderte
Anwendungen nacheinander durch,
hinterlässt keine sichtbaren Spuren und
regeneriert sich vollständig von Verschmutzungen,
wenn man es mit Seife wäscht.
FOTOS: ANDREW SYRED/SPL/
AGENTUR FOCUS
Bei der Herstellung dient – wie beim Ku chenbacken
– eine Form als Vorlage, in die
gleich sam als Negativbild die gewünschte
Oberfläche eingeprägt ist. Man füllt ein polyme
risierendes Gemisch hinein, lässt es aushärten
und trennt anschließend den Kunststoff
von der Vorlage. Was hier so einfach
klingt, war Ergebnis „langen Rumprobierens“.
Der Bau der Mikrostruktur-„Kuchenform“
forderte die Forscher dabei am meisten
heraus – wie das genau funktioniert,
bleibt Betriebsgeheimnis.
DER HAI ALS VORBILD
In ihrer aktuellen Forschung versuchen die
Wissenschaftler die Haftung durch Verfeinerung
der Strukturen noch zu verbessern.
„Da hat die Arbeitsgruppe aber noch jede
Menge Arbeit vor sich, denn was im Labor
klappt, lässt sich noch lange nicht auf die
großtechnische Produktion übertragen“,
erläutert Gorb.
Eine Haftung der unerwünschten Art
de monstrieren so genannte „Fouling“–
Schichten aus Seepocken, Muscheln, Algen
und Bakterien, die bis zu mehrere Dezimeter
dick werden. Der marine Bewuchs unterhalb
der Wasserlinie ist ein erheblicher Kostenfaktor.
Das Breitbandbiozid TBT (Tributylzinn)
galt bis vor kurzem als wirkungsvollstes
Mittel. Aufgrund seiner hohen unspezi-
Das Geheimnis moderner Klebstoffe ist – neben Spinnen und
Käfern – der feinen Struktur der Gecko-Füße entlehnt