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.

Top Stellenangebote

Zur Jobbörse
RHEINMETALL AG-Firmenlogo
Verstärkung für unsere technischen Projekte im Bereich Engineering und IT (m/w/d) RHEINMETALL AG
deutschlandweit Zum Job 
MB Global Engineering GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Projektleiter Elektrotechnik (m/w/d) MB Global Engineering GmbH & Co. KG
Darmstadt Zum Job 
Nitto Advanced Film Gronau GmbH-Firmenlogo
Projektingenieur (m/w/d) im Bereich Maschinen- und Anlagentechnik Nitto Advanced Film Gronau GmbH
Städtische Wohnungsgesellschaft Eisenach mbH-Firmenlogo
Bauingenieur Hochbau / Architekt (m/w/d) Städtische Wohnungsgesellschaft Eisenach mbH
Eisenach Zum Job 
IT-Consult Halle GmbH-Firmenlogo
Trainee SAP HCM / Personalwirtschaft (m/w/d) IT-Consult Halle GmbH
Halle (Saale) Zum Job 
Regierungspräsidium Freiburg-Firmenlogo
Bachelor / Dipl. Ing. (FH) (w/m/d) der Fachrichtung Wasserwirtschaft, Umwelt, Landespflege oder vergleichbar Regierungspräsidium Freiburg
Freiburg im Breisgau Zum Job 
Dorsch Gruppe-Firmenlogo
Projektleiter (m/w/d) Tragwerksplanung mit Perspektive auf Fachbereichsleitung Dorsch Gruppe
Wiesbaden Zum Job 
Clariant SE-Firmenlogo
Techniker* für Automatisierungstechnik Clariant SE
Oberhausen Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes, Niederlassung Südbayern-Firmenlogo
Projektingenieur für Brückenbau / Tunnelbau / Ingenieurbau (w/m/d) Die Autobahn GmbH des Bundes, Niederlassung Südbayern
München Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Bauingenieurin oder Bauingenieur in der Schlichtungsstelle (w/m/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
Hannover Zum Job 
Big Dutchman International GmbH-Firmenlogo
Ingenieur / Techniker / Meister (m/w/d) Big Dutchman International GmbH
BOGE KOMPRESSOREN Otto Boge GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Entwickler / Konstrukteur für die Verdichterentwicklung (m/w/x) BOGE KOMPRESSOREN Otto Boge GmbH & Co. KG
Großenhain Zum Job 
Griesemann Gruppe-Firmenlogo
Ingenieur Verfahrenstechnik / Prozessingenieur (m/w/d) Griesemann Gruppe
Wesseling, Köln Zum Job 
Energieversorgung Halle Netz GmbH-Firmenlogo
Fachingenieur Netzbetrieb Strom (m/w/d) Energieversorgung Halle Netz GmbH
Halle (Saale) Zum Job 
über ifp | Executive Search. Management Diagnostik.-Firmenlogo
COO (m/w/d) über ifp | Executive Search. Management Diagnostik.
Norddeutschland Zum Job 
Hamburger Wasser-Firmenlogo
Ingenieur/Referent (m/w/d) Vergabe Ingenieur-/ Bauleistungen Hamburger Wasser
Hamburg Zum Job 
Möller Medical GmbH-Firmenlogo
Industrial Engineer (m/w/d) Möller Medical GmbH
THU Technische Hochschule Ulm-Firmenlogo
W2-Professur "Elektrifizierte Fahrzeugantriebssysteme" THU Technische Hochschule Ulm
MÜNZING CHEMIE GmbH-Firmenlogo
Prozessoptimierer (m/w/d) für die chemische Industrie MÜNZING CHEMIE GmbH
Elsteraue Zum Job 
Energieversorgung Halle Netz GmbH-Firmenlogo
Projektingenieur - Fernwärme/Energietechnik (m/w/d) Energieversorgung Halle Netz GmbH
Halle (Saale) Zum Job 
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

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.