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Biomimetische Haftstrukturen im Großformat - auf dem Weg zum konkurrenzfähigen Produkt

28.03.2011
Dass Geckos oder Spinnen an Wänden entlanglaufen oder kopfüber an der Decke hängen, liegt an den besonders kleinen Oberflächenstrukturen ihrer Füße. Das rasche Haften und problemlose Ablösen durch diese Strukturen inspiriert Wissenschaftler dazu, diese Fähigkeiten künstlich im Labor nachzustellen.

Damit solche Strukturen im Großmaßstab anwendbar werden, reicht die Herstellung im Labormaßstab nicht aus. Den Forschern am INM ist es gelungen, diese künstliche Struktur mit einem speziellen Verfahren auf Folien beliebiger Länge mit einem knappen Meter Breite zu bringen. Das INM zeigt diese Entwicklungen auf der Hannover Messe 2011 in der Halle „Research and technology“, Halle 2 am Stand A50.

Mit dieser Entwicklung ist der erste Schritt von der kostenintensiven Kleinproduktion hin zur kostengünstigeren Großproduktion getan. Vor allem im medizinischen und medizinisch technischen Bereich zeichnet sich der Bedarf ab. Weitere Anwendungen wie zum Beispiel für Sportartikel, im Automobilbereich, in der Verpackungsindustrie oder der Chipherstellung werden durch die großformatige Lösung erschwinglich.

Das „Upscaling“ ist eine Wissenschaft für sich. „Eine künstliche Haftstruktur in dieser Größe zu erreichen ist nur möglich, wenn im Haus die Verfahrenstechniker und Entwickler Hand in Hand arbeiten“ erklärt Eduart Arzt, wissenschaftlicher Geschäftsführer des INM. Ohne die entsprechenden Großgeräte vorzuhalten wäre eine Herstellung in dieser Größenordnung nicht zu bewerkstelligen.

Die Herstellung erfolgt im klassischen Rolle-zu-Rolle-Verfahren. Darin wird eine Polyethylenfolie zunächst mit einem dünnflüssigen Epoxidharz beschichtet. Mit einer Stempelwalze wird dann die Mikrostruktur in das Harz eingedrückt. In einem einfachen Bild kann man sich ein Nudelholz mit vorgefertigten Plätzchenausstechern vorstellen. Wenn man das Nudelholz über den Teig walzt, drücken sich die Formen in den Teig. Nach weiteren Verfahrensschritten wie Aushärten durch Belichtung und Aufrollen ensteht so ein Produkt mit feiner Mikrostruktur. Es zeigt in elektronenmikroskopischer Auflösung exakt nachgebildete Gecko-Strukturen. Solche und ähnliche Herstellungsverfahren sollen es ermöglichen, solche Hafteigenschaften zu erschwinglichen Preisen zugänglich zu machen.

Ansprechpartner:
Elmar Kroner
INM - Leibniz-Institut für Neue Materialien gGmbH
Tel: +49 681 9300 369
e-mail: elmar.kroner@inm-gmbh.de
Dr. Peter W. de Oliveira
INM - Leibniz-Institut für Neue Materialien gGmbH
Tel. +49 681 9300 148
e-mail: peter.oliveira@inm-gmbh.de
Das INM erforscht und entwickelt Materialien – für heute, morgen und übermorgen. Chemiker, Physiker, Biologen, Material- und Ingenieurwissenschaftler prägen die Arbeit am INM. Vom Molekül bis zur Pilotfertigung folgen sie den wiederkehrenden Fragen: Welche Materialeigenschaften sind neu, wie untersucht man sie und wie kann man sie zukünftig nutzen?

Das INM - Leibniz-Institut für Neue Materialien gGmbH mit Sitz in Saarbrücken ist ein international sichtbares Zentrum für Materialforschung. Es kooperiert wissenschaftlich mit nationalen und internationalen Instituten und entwickelt für Unternehmen in aller Welt. Das INM ist ein Institut der Wissenschaftsgemeinschaft Gottfried Wilhelm Leibniz e.V. und beschäftigt rund 190 Mitarbeiter. Seine Forschung gliedert sich in die drei Felder Chemische Nanotechnologie, Grenzflächenmaterialien und Materialien in der Biologie.

Dr. Carola Jung | idw
Weitere Informationen:
http://www.inm-gmbh.de

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