Bionik-Forschung 19.02.2014, 14:45 Uhr

Kleben wie ein Gecko-Fuß

Nach dem Vorbild der Natur haben Forscher einen Klebestreifen entwickelt, dessen Haftkraft kaum nachlässt, wenn er abgerissen und neu angepresst wird. Er könne den Klettverschluss ersetzen. 

Gecko kopfüber an einem Stein

Vor allem die Füße des Geckos haben es in sich: Mit ihnen bleibt das Tier selbst an glatten Oberflächen haften. Durch Schlurfen und mit winzigen Härchen an den Füßen reinigen sie diese ständig, so dass die Haftkraft nicht beeinträchtigt wird. 

Foto: panthermedia.net/yhelfman

Deutsche und amerikanische Wissenschaftler haben Geckos intensiv auf die Fußsohle geschaut. Sie wollten das Geheimnis des kleinen Tiers ergründen. Mühelos erklimmt es spiegelglatte Wände und läuft sogar kopfüber an Decken entlang. Diese nicht nachlassende Haftfähigkeit müsste sich doch auch technisch nutzen lassen, etwa in Lebensmittelverpackungen. Damit sich diese mit nachgebauten Geckofüßen beliebig oft öffnen und wieder sicher verschliessen lassen.

Jetzt ist der bionische Klebestreifen fertig. Unter Bionik versteht man die Übertragung von natürlichen Phänomenen in die Technik. Die Wissenschaftler stellten fest, dass Geckos zwei Techniken haben, mit denen sie Verschmutzungen der pilzförmigen Härchen unter der Fußsohle reinigen. Zum einen schlurfen sie bei jedem Schritt ein winziges Stück über den Untergrund. Dabei werden größere Verunreinigungen abgestreift. Kleine Partikel verschwinden zwischen den Härchen, sodass sie die Klebefläche nicht beeinträchtigen.

Mikrohärchen nach dem Vorbild des Geckos vor und nach der Reinigung durch Reibekontakt mit einer glatten Fläche. 

Mikrohärchen nach dem Vorbild des Geckos vor und nach der Reinigung durch Reibekontakt mit einer glatten Fläche.

Quelle: KIT/Michael Röhrig

Stellenangebote im Bereich Forschung & Entwicklung

Forschung & Entwicklung Jobs
pro-beam GmbH & Co. KGaA-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur (m/w/d) Elektronenstrahl Schweißtechnik pro-beam GmbH & Co. KGaA
pro-beam GmbH & Co. KGaA-Firmenlogo
Maschinenbauingenieur / Wirtschaftsingenieur als Industrial Engineer / Fertigungsplaner (m/w/d) pro-beam GmbH & Co. KGaA
B. Braun Melsungen AG-Firmenlogo
R&D Manager (w/m/d) Process Design B. Braun Melsungen AG
Melsungen Zum Job 
Schleifring GmbH-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur (m/w/d) Schleifring GmbH
Fürstenfeldbruck Zum Job 
Hochschule Aalen - Technik und Wirtschaft-Firmenlogo
W3-Professur "Life Cycle Engineering" Hochschule Aalen - Technik und Wirtschaft
August Storck KG-Firmenlogo
Leiter (m/w/d) Prozess- und Methodenmanagement August Storck KG
Ohrdruf Zum Job 
Nash - Zweigniederlassung der Gardner Denver Deutschland GmbH-Firmenlogo
Teamleiter Development Engineering / Entwicklungsingenieur (m/w/d) Nash - Zweigniederlassung der Gardner Denver Deutschland GmbH
Nürnberg, Homeoffice möglich Zum Job 
JACOBS DOUWE EGBERTS DE GmbH-Firmenlogo
Project Engineer (w|m|d) JACOBS DOUWE EGBERTS DE GmbH
Elmshorn Zum Job 
Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur (w/m/d) Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY
Hamburg Zum Job 
Technische Universität Berlin-Firmenlogo
Universitätsprofessur - BesGr. W3 für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik an der Fakultät V Technische Universität Berlin
B. Braun Melsungen AG-Firmenlogo
R&D Manager (w/m/d) für die Entwicklung von medizinischen Kunststoffeinmalartikeln B. Braun Melsungen AG
Melsungen Zum Job 
Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung-Firmenlogo
Technische*r Mitarbeiter*in bzw. Ingenieur*in (m/w/d) in einer ingenieurwissenschaftlichen Fachrichtung mit dem Schwerpunkt Elektronik / Mikroelektronik oder vergleichbar Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung
Berlin-Steglitz Zum Job 
Atlantic GmbH-Firmenlogo
Werksleiter Endbearbeitung Schleifscheiben und Honsteine (m/w/d) Atlantic GmbH
Hochschule Esslingen - University of Applied Sciences-Firmenlogo
Professor:in für das Lehrgebiet Carl-Zeiss-Stiftungsprofessur für Produktions- und Herstellverfahren von Wasserstoffsystemen Hochschule Esslingen - University of Applied Sciences
Göppingen Zum Job 
Max-Planck-Institut für Plasmaphysik-Firmenlogo
Ingenieur*in der Fachrichtung Elektrotechnik Max-Planck-Institut für Plasmaphysik
Greifswald Zum Job 
maxon motor GmbH-Firmenlogo
Prozessingenieur (w/m/d) für Qualität in Entwicklungsprojekten | Antriebstechnik maxon motor GmbH
Sexau bei Freiburg im Breisgau Zum Job 
PARI Pharma GmbH-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur (m/w/d) Medizintechnik PARI Pharma GmbH
Gräfelfing bei München Zum Job 
ULTRA REFLEX GmbH-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur Kunststoff (m/w/d) Entwicklung und Optimierung von Produkten und Prozessen ULTRA REFLEX GmbH
Willstätt Zum Job 
Celonic Deutschland GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Technical Team Manager (w/m/d) Qualification & Asset Change Control Celonic Deutschland GmbH & Co. KG
Heidelberg Zum Job 
Neoperl GmbH-Firmenlogo
Ingenieur / Meister / Techniker (m/w/d) Prozess-, Automatisierungs- und Elektrotechnik Neoperl GmbH
Müllheim Zum Job 

In endlosen Versuchsreihen haben die Forscher herausgefunden, wie groß die technisch hergestellten Härchen sein und welche Form sie haben müssen. Als Schmutzpartikel setzten sie verschieden große winzige Glaskügelchen ein. „Für den Effekt entscheidend ist das Verhältnis von Partikelgröße zum Durchmesser der Härchen“, sagt Hendrik Hölscher vom Institut für Mikrostrukturtechnik (IMT) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), der maßgeblich an der Entwicklung beteiligt war. Wenn der Durchmesser der Kügelchen größer war als die Härchen, störten sie. Wenn die Schlurfbewegung fehlte,  verlor sich der Hafteffekt nach der ersten Berührung des Untergrunds. Waren sie kleiner ließ sich der Hafteffekt nur noch teilweise wiederherstellen.

Der echte Gecko ist noch besser

Im Experiment pressten die Forscher einen Klebestreifen, der mit Mikrohärchen bestückt war, auf eine ebene Fläche mit definierten Schmutzpartikeln. Wenn sie diesen vor dem Abziehen eine Winzigkeit seitwärts bewegten, verschwanden die Partikel von den künstlichen Fußsohlen. Die kleineren Teilchen dagegen verschwanden nicht völlig. Da ist der echte Gecko noch besser als seine Nachahmer. „Für den perfekten Gecko-Klebstreifen benötigen wir Härchen im Nanometerbereich, die kleiner sind als die meisten Schmutzpartikel“, sagt Michael Röhrig, ebenfalls vom IMT. Ein Nanometer ist ein Millionstel Millimeter. Derart kleine Dimensionen sind für das IMT beinahe alltäglich.

Glaskugeln zwischen Mikrohärchen, deren Pilzform die Haftung erhöht. 

Glaskugeln zwischen Mikrohärchen, deren Pilzform die Haftung erhöht.

Quelle: KIT/Michael Röhrig,

Noch ist der Gecko-Klebstreifen nicht wirklich nutzbar. Die Schlurfbewegung, die derzeit von Hand nachgeahmt wird, muss automatisiert werden. „Längerfristig gedacht, könnte sich hieraus eine günstige Alternative zu Klettverschlüssen entwickeln“, so Hölscher. „Mögliche Einsatzgebiete wären Sport, Medizin, die Automobilindustrie oder die Raumfahrt“, ergänzt Metin Sitti, Professor an der Carnegie Mellon University in Pittsburgh/Pennsylvania, der mit den KIT-Forschern zusammenarbeitet.

 

Ein Beitrag von:

  • Wolfgang Kempkens

    Wolfgang Kempkens studierte an der RWTH Aachen Elektrotechnik und schloss mit dem Diplom ab. Er arbeitete bei einer Tageszeitung und einem Magazin, ehe er sich als freier Journalist etablierte. Er beschäftigt sich vor allem mit Umwelt-, Energie- und Technikthemen.

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.