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
Leuze electronic GmbH + Co. KG-Firmenlogo
Experienced Mechanical Engineer (m/f/x) Leuze electronic GmbH + Co. KG
Owen bei Kirchheim / Teck Zum Job 
Narda Safety Test Solutions GmbH'-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur Hardware (m/w/d) Narda Safety Test Solutions GmbH'
Pfullingen Zum Job 
Rimowa GmbH-Firmenlogo
Senior Project Manager R&D (m/f/d) Rimowa GmbH
ROTHENBERGER Werkzeuge GmbH-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur (m/w/d) Rohrwerkzeuge und Rohrbearbeitungsmaschinen ROTHENBERGER Werkzeuge GmbH
Kelkheim Zum Job 
RENOLIT SE-Firmenlogo
Ingenieur (m/w/d) Kunststoff- / Verfahrenstechnik / Chemie RENOLIT SE
Frankenthal Zum Job 
FUNKE Wärmeaustauscher Apparatebau GmbH-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur (m/w/d) FUNKE Wärmeaustauscher Apparatebau GmbH
Gronau (Leine) Zum Job 
Schleifring GmbH-Firmenlogo
Projektingenieur (m/w/d) Key Account in der Elektronikbranche Schleifring GmbH
Fürstenfeldbruck Zum Job 
Johns Manville Europe GmbH-Firmenlogo
Technology Leader (m/w/d) Nonwovens Europe Johns Manville Europe GmbH
Wertheim Zum Job 
HygroMatik GmbH-Firmenlogo
Junior Entwicklungsingenieur für Hard- und Softwarelösungen (m/w/d) HygroMatik GmbH
Henstedt-Ulzburg Zum Job 
Funkwerk Systems GmbH-Firmenlogo
Leiter Entwicklungsabteilung (m/w/d) Funkwerk Systems GmbH
Kölleda Zum Job 
Horn Hartstoffe GmbH-Firmenlogo
Prozessingenieur/-entwickler (m/w/d) Werkstoff- und Verfahrenstechnik Horn Hartstoffe GmbH
Tübingen Zum Job 
Kromberg & Schubert GmbH & Co.KG-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur | Schaltplan (m/w/d) Kromberg & Schubert GmbH & Co.KG
Renningen bei Stuttgart Zum Job 
Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV-Firmenlogo
Wissenschaftliche*r Mitarbeiter*in im Bereich Materialprüfung und Überwachungstechnik Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV
Dresden Zum Job 
IMS Röntgensysteme GmbH-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur (m/w/i) für digitale Inspektionssysteme IMS Röntgensysteme GmbH
Heiligenhaus Zum Job 
pro-beam GmbH & Co. KGaA-Firmenlogo
Applikationsingenieur DED / Additive Fertigung (m/w/d) pro-beam GmbH & Co. KGaA
Gilching bei München Zum Job 
Performa Nord Eigenbetrieb des Landes Bremen-Firmenlogo
Leitende:r Sicherheitsingenieur:in (w/m/d) für die Freie Hansestadt Bremen (FHB) Performa Nord Eigenbetrieb des Landes Bremen
Narda Safety Test Solutions GmbH-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur für Antennen- und HF-Design (m/w/d) Narda Safety Test Solutions GmbH
Pfullingen Zum Job 
HygroMatik GmbH-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur für Hard- und Softwarelösungen (m/w/d) HygroMatik GmbH
Henstedt-Ulzburg Zum Job 
Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur / Wissenschaftlicher Mitarbeiter (w/m/d) Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH
Hochschule Reutlingen-Firmenlogo
W2-PROFESSUR (m/w/x) Fertigungstechnologien und Qualitätsmanagement Hochschule Reutlingen
Reutlingen Zum Job 
Leuze electronic GmbH + Co. KG-Firmenlogo
Experienced Mechanical Engineer (m/f/x) Leuze electronic GmbH + Co. KG
Owen bei Kirchheim / Teck Zum Job 
Narda Safety Test Solutions GmbH'-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur Hardware (m/w/d) Narda Safety Test Solutions GmbH'
Pfullingen Zum Job 
Rimowa GmbH-Firmenlogo
Senior Project Manager R&D (m/f/d) Rimowa GmbH
ROTHENBERGER Werkzeuge GmbH-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur (m/w/d) Rohrwerkzeuge und Rohrbearbeitungsmaschinen ROTHENBERGER Werkzeuge GmbH
Kelkheim 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.