Glaskügelchen simulieren Schutzpartikel zwischen Mikrohärchen (REM-Aufnahme). Deren Pilzform erhöht die Haftung.
KIT, Michael Röhrig
Ein Forscherteam aus den USA und Deutschland entwickelte einen Klebestreifen nach dem Vorbild des Geckos. Er ist wiederverwendbar und könnte bald herkömmliche Klettverschlüsse ersetzen.
Geckos haben herkömmlichen Klebestreifen eines voraus: Selbst nach wiederholtem Kontakt mit Schmutz kleben ihre Füße immer noch einwandfrei auf glatten Flächen. Forscher des Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und der Carnegie Mellon Universität in Pittsburgh haben nun den ersten Klebestreifen entwickelt, der genauso haftsicher ist wie ein Gecko-Fuß. Aber damit nicht genug: Er verfügt auch über einen vergleichbaren Selbstreinigungsmechanismus.
Mit Selbstreinigungseffekt
Geckos ziehen ihre Zehen bei jedem Schritt ein Stück weit über den Untergrund. Durch den seitwärts gerichteten Reibkontakt streifen sie dabei größere Schmutzpartikel ab. Kleinere Partikel lagern sich zwischen den feinen Härchen auf der Fußsohle und in darunter liegenden Hautfalten ein. Die Forscher haben im Experiment nachgewiesen, dass diese zwei Mechanismen 95 Prozent der Selbstreinigung ausmachen. Für ihre Experimente verwendeten sie elastische Mikrohärchen in unterschiedlichen Größen. Anstelle von Schmutzpartikeln nutzten sie Glaskügelchen im Mikrometerformat, die sie auf einer glatten Platte verteilten. Um die Schritte des Geckos zu simulieren, pressten sie einen mit Mikrohärchen besetzten künstlichen Klebestreifen auf die Platte, verschoben diesen seitwärts und hoben den Streifen wieder an. Diesen „load-drag-unload“-Prozess wiederholten sie mehrfach und testeten jeweils die Klebstärke.
Glaskügelchen simulieren Schmutz
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Waren die Kügelchen im Durchmesser größer als die Mikrohärchen, verschwand die Haftkraft nach dem Erstkontakt („load“) – wie bei gewöhnlichem Klebeband. Aber: Nach nur acht bis zehn Durchgängen des Abstreifprozesses erreichte der Gecko-Klebestreifen wieder 80 bis 100 Prozent seiner ursprünglichen Leistungsfähigkeit. Die Forscher glauben, dass sich hieraus eine günstige Alternative zu Klettverschlüssen entwickeln ließe. Als mögliche Einsatzgebiete wären Sport, Medizin, die Automobilindustrie oder die Raumfahrt denkbar.
Unterschritt die Kugelgröße den Durchmesser der Mikrohärchen, konnten die Forscher nur ein Drittel der ursprünglichen Haftkraft wieder herstellen. Für den perfekten Gecko-Klebestreifen werden deshalb Härchen im Nanometerbereich benötigt. Sie müssen kleiner sein als die meisten Schmutzpartikel. Die Hautfalten des Geckos haben die Wissenschaftler bereits als breite Furchen zwischen den engen Haarreihen abgebildet. Sie bieten genügend Platz, um Feinstäube einzulagern.
Tests mit tatsächlichen Schmutzpartikeln verschiedener Formen und Größen sowie aus unterschiedlichen Materialien sollen nun folgen.