Evonik Magazin 4/2007 - Evonik Industries AG

Weitere Magazine

Empfehlungen

Info

34 ERFORSCHEN BIONIK EVONIK-MAGAZIN 4/2007 > 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
Das Prinzip der Haihaut macht Flugzeuge durch Beschichtung schneller: Für Windkanal untersuchungen wurde dieses stark vergrößerte Modell entwickelt, das die Haut eines Hammerhais simuliert fischen Toxizität wurde die Zulassung aber durch die International Maritime Organization (IMO) Anfang 2003 weltweit entzogen. Ein giftfreier Ersatz stellt ein milliardenschweres wirtschaftliches Poten zial dar. Ein wesentlicher, vielversprechender Lösungsansatz dafür orientiert sich an der Hautstruktur von Haien. Sie ist von kleinen Schuppen (Dentikeln) aus hartem Ma te rial bedeckt, die wegen der Elastizität der da run ter liegen den Binde gewebs schicht gegeneinander beweglich sind. Diese Flexibilität in Kombination mit einer mikrostrukturierten Oberfläche der Dentikel kann einen Befall durch Foulingorga nis men verringern. Professorin Antonia Kesel von der Hochschule Bremen arbeitet an der technischen Nachbildung der Schuppen, mit denen an Stahl ober flächen bereits beträchtliche Bewuchs minderungen erzielt wurden. Evonik Industries setzt in seinem Ge - schäftsfeld Chemie mit neuen innovativen Projekten auf die Bionik. „Wir prüfen verschiedene interessante Möglichkeiten. Schon in Kürze rechnen wir mit dem Beginn eines größeren Vorhabens, das wir mit externen Partnern und Unterstützung des BMBF durchführen werden“, macht Tschernjaew neugierig. Näheres will er aber noch nicht verraten – hartnäckige Nachfragen perlen ab wie Schmutz am Lotusblatt. < FOTO: CLOUDS HILL IMAGING LTD./CORBIS FOTO: INSTITUT FÜR ANTRIEBSTECHNIK, DLR Die Haut eines weißen Haies 2.210-fach vergrößert: Die Schuppen machen den Meeresräuber zu einem der schnellsten Tiere unter Wasser – und dienen als Vorbild für Flugzeugbeschichtungen 35
Seite 1 und 2: Evonik-Magazin 4| 2007 Chemie auf R
Seite 3 und 4: Evonik-Forscher ausgezeichnet Evoni
Seite 5 und 6: FOTOS: IVAR HANSEN, NURIDSANY & PER
Seite 7 und 8: 7 Der Lotus-Exige- Renn wagen mit E
Seite 9 und 10: FOTO: EVONIK INDUSTRIES …und eine
Seite 11 und 12: FOTO: EVONIK INDUSTRIES „Durch di
Seite 13 und 14: Schiebedach Gute Sicht: Schiebedäc
Seite 15 und 16: Kühlmittelleitungen Dreischichtig:
Seite 17 und 18: Auto mobil produktion schwere Schwe
Seite 19 und 20: Kraftstoffeinsparungen von drei bis
Seite 21 und 22: Evonik Forschung und Entwicklung Sp
Seite 23 und 24: Die Stützen des Zentrums Das Geoth
Seite 25 und 26: eheizt werden GRAFIK: HELMUT TENZER
Seite 27 und 28: und Produkte zu entwickelnik TEXT H
Seite 29 und 30: FOTO: VARIO IMAGES und mit rund 50
Seite 31: ter als ein Stahlfaden halten Spinn
Seite 35 und 36: und Umwelt TEXT SYBILLE BORGMANN FO
Seite 37 und 38: A B C D sener Fenster ist die Luft
Seite 39 und 40: Die Umwelt-Dusche Bei der Rauchgase
Seite 41 und 42: Zwei mächtige Rohre leiten die Abl
Seite 43 und 44: FOTOS: FRANK PREUSS Zukunft Ruhr 20
Seite 45 und 46: der Türkei Kranführer Adil Capo s
Seite 47 und 48: TEXT UTE BAUER FOTOS FRANK PREUSS 8
Seite 49 und 50: Die Türkei ��
Seite 51 und 52: machen, und wir helfen ihnen dabei,
Seite 53 und 54: EVONIK-MAGAZIN 4/2007 DIETER GORNY
Seite 55 und 56: MIT FREUNDLICHER UNTERSTÜTZUNG DER
Seite 57 und 58: „Ich bastele lieber an neuen Welt
Seite 59 und 60: unser Ruin? FOTO: PA/DPA NICHT JUNG
Seite 61 und 62: Wir fördern die Kultur. Und das vo

Evonik Magazin 4/2007 - Evonik Industries AG

Erfolgreiche ePaper selbst erstellen

Template löschen?

Als Template speichern?