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
HARTMANN-Firmenlogo
Konstrukteur / Entwicklungsingenieur (w/m/d) HARTMANN
Heidenheim Zum Job 
Adolf Würth GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Elektroingenieur (m/w/d) Fahrzeugeinrichtung Adolf Würth GmbH & Co. KG
Obersulm-Willsbach Zum Job 
RHEINMETALL AG-Firmenlogo
Verstärkung für unsere technischen Projekte im Bereich Engineering und IT (m/w/d) RHEINMETALL AG
deutschlandweit Zum Job 
durlum Group GmbH-Firmenlogo
Konstruktionsingenieur (m/w/d) durlum Group GmbH
Schopfheim Zum Job 
über RSP Advice Unternehmensberatung-Firmenlogo
Technische Leitung (m/w/d) über RSP Advice Unternehmensberatung
Schleifring GmbH-Firmenlogo
Testingenieur für die Produktqualifikation (m/w/d) Schleifring GmbH
Fürstenfeldbruck Zum Job 
HAWK Hochschule Hildesheim/Holzminden/Göttingen-Firmenlogo
Laboringenieur*in im Bereich Elektro- und Messtechnik/Gebäudeautonomie HAWK Hochschule Hildesheim/Holzminden/Göttingen
Holzminden Zum Job 
Tagueri AG-Firmenlogo
(Junior) Consultant Funktionale Sicherheit (m/w/d)* Tagueri AG
Stuttgart Zum Job 
ANDRITZ Separation GmbH-Firmenlogo
Automatisierungsingenieur (m/w/d) für Dynamic Crossflow-Filter ANDRITZ Separation GmbH
Vierkirchen Zum Job 
Neovii Biotech GmbH-Firmenlogo
Qualification Engineer (m/w/d) Neovii Biotech GmbH
Gräfelfing Zum Job 
Fresenius Kabi-Firmenlogo
Director (m/w/d) Operations Media Supply, Formulation & API Fishoil Fresenius Kabi
Friedberg / Hessen Zum Job 
Sauer Compressors-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur (m/w/d) Sauer Compressors
Heidrive GmbH-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur Elektrotechnik (m/w/d) Heidrive GmbH
Kelheim Zum Job 
Nitto Advanced Film Gronau GmbH-Firmenlogo
Ingenieur (w/m/d) Verfahrenstechnik / Chemie / Physik als Entwicklungsingenieur Nitto Advanced Film Gronau GmbH
Hochschule Osnabrück-Firmenlogo
Tandem-Professur Robotik, Data Science and AI, Digitalisierte Wertschöpfungsprozesse Hochschule Osnabrück
Osnabrück, Lingen Zum Job 
Bundeswehr-Firmenlogo
Ingenieurin / Ingenieur mit Bachelor (m/w/d) Beamtenausbildung Bundeswehr
verschiedene Standorte Zum Job 
Niedersachsen.next GmbH-Firmenlogo
Themenmanager Mobilität und Digitalisierung | Mobilitätskonzepte (m/w/d) Niedersachsen.next GmbH
Hannover Zum Job 
Universität Duisburg-Essen Campus Duisburg-Firmenlogo
13 positions for PhD candidates (f/m/d) Universität Duisburg-Essen Campus Duisburg
Duisburg 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.