Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kleben ohne Klebstoff

24.05.2005


Für seine Arbeiten auf dem Gebiet der klebstofffreien Verbindung von Werkstoffen wurde Prof. Eduard Arzt, Direktor am Max-Planck-Institut für Metallforschung, der Wissenschaftspreis des Stifterverbandes für die Deutsche Wissenschaft verliehen. Der Vizepräsident des Stifterverbandes, Dr. Wulf H. Bernotat, überreicht den Preis am 23. Juni im Rahmen der Jahresversammlung der Max-Planck-Gesellschaft in Rostock. Die mit 50.000 Euro dotierte Auszeichnung honoriert die außergewöhnlichen Erfolge des Stuttgarter Wissenschaftlers und seines interdisziplinären Teams bei der Umsetzung von Ergebnissen der Grundlagenforschung in technische Anwendungen. Die Forscher haben herausgefunden, warum Fliegen, Spinnen und sogar Geckos selbst auf Glas sicheren Halt finden und daraus technisch einsetzbare Haftsysteme entwickelt.

... mehr zu:
»Härchen »Kleben »Laufflächen »Säulen

Verbindungstechniken wie Schweißen oder Kleben sind kostenintensive Prozesse, und einmal auf diese Weise verbundene Bauteile lassen sich bei Reparaturen oder einem späteren Recycling nicht mehr ohne Materialverlust voneinander lösen. Herkömmliche Klettverschlüsse benötigen einen Haftpartner und verfilzen mit der Zeit. Die Haftsysteme von Eduard Arzt dagegen erlauben reversible, feste Verbindungen von Werkstoffen ohne Schweißen oder Kleben.

Der Max-Planck-Wissenschaftler untersucht mit seiner Arbeitsgruppe Haftungsphänomene biologischer Systeme, bildet sie in mathematischen Modellen ab und entwickelt daraus technisch einsetzbare Lösungen. Ausgangspunkt sind die Forschungsarbeiten des Biologen Dr. Stanislav Gorb über die Fähigkeit von Fliegen und Eidechsen, kopfüber selbst auf glatten Flächen laufen zu können. Die Laufflächen dieser Tiere sind mit feinsten Härchen überzogen, die extrem hohe Adhäsionskräfte besitzen. Aus der Analyse der Zusammenhänge zwischen Struktur und Haftverhalten auf glatten und rauen Flächen entwickelten die Materialwissenschaftler um Eduard Arzt allgemeine Gesetze für das Verhalten solcher Verbindungssysteme. "Der Vergleich verschiedener Tiere von Fliegen bis hin zu Geckos zeigt, dass die Härchen an den Laufflächen um so feiner und zahlreicher sind, je schwerer das Tier ist," sagt Arzt. Kleineren Fliegen und Käfern reichen einfache Härchen mit Durchmessern von ein paar Mikrometern, während die sehr viel schwereren Geckos fein verzweigte Härchen mit Enddurchmessern von 200 Nanometern (millionstel Millimeter) ausbilden. "Auch die Form der Härchen spielt eine wichtige Rolle. In der Natur haben sich vor allem kugelförmige, kegelförmige und haarartige Endstrukturen bewährt. Für technische Systeme sind hier der Fantasie kaum Grenzen gesetzt."


In Versuchen mit den unterschiedlichsten biologischen Vorbildern überprüften die Forscher ihre theoretischen Ergebnisse und entwickeln nun Verfahren, mit denen sich technische Oberflächen mit den entsprechenden Eigenschaften erzeugen lassen. Die Wissenschaftler modifizieren die Kontaktflächen so, dass ein Wald kleiner Säulen entsteht. Abhängig von strukturellen Eigenschaften dieser modifizierten Oberflächen - wie Dicke der Säulen, Abstände, Elastizität und Form - lassen sich die Hafteigenschaften exakt einstellen. Ähnlich wie beim natürlichen Vorbild können sogar keulenförmige Säulen hergestellt werden, die wie Streichhölzer einen leicht verdickten Kopf besitzen. Das patentierte Verfahren ist für die Industrie hoch interessant, da der Verbindung von Werkstoffen in der modernen Technologie eine immer stärkere Bedeutung zukommt. Wie beim Vorbild Libelle, die ihren Kopf mit einem speziellen "Klettverschluss" stabilisiert, lassen sich mit den neuen Haftsystemen Verbindungen tausendfach fixieren und wieder lösen. Im Gegensatz zu konventionellen Klebebändern verschmutzen die neuen Haftstrukturen nicht so leicht. Und im Vergleich zu herkömmlichen Klettverschlüssen benötigen sie kein speziell strukturiertes Gegenüber mehr. Schließlich können die Stuttgarter Max-Planck-Forscher die Haftkräfte in einem breiten Bereich genau auf die technischen Anforderungen einstellen, was ihrer Technik vielfältige Einsatzmöglichkeiten im Alltag erschließt.

Dr. Andreas Trepte | idw
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de/

Weitere Berichte zu: Härchen Kleben Laufflächen Säulen

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Forscherin entwickelt elektronische Textilstruktur für Medizinprodukte
17.02.2017 | Hochschule Niederrhein - University of Applied Sciences

nachricht Untergrund beeinflusst Halbleiter-Monolagen
16.02.2017 | Philipps-Universität Marburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Im Focus: Innovative Antikörper für die Tumortherapie

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig von diesen teuren Medikamenten profitieren, wird intensiv an deren Verbesserung gearbeitet. Forschern um Prof. Thomas Valerius an der Christian Albrechts Universität Kiel gelang es nun, innovative Antikörper mit verbesserter Wirkung zu entwickeln.

Immuntherapie mit Antikörpern stellt heute für viele Krebspatienten einen Erfolg versprechenden Ansatz dar. Weil aber längst nicht alle Patienten nachhaltig...

Im Focus: Durchbruch mit einer Kette aus Goldatomen

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des Wärmetransportes

Einem internationalen Physikerteam mit Konstanzer Beteiligung gelang im Bereich der Nanophysik ein entscheidender Durchbruch zum besseren Verständnis des...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

6. Internationale Fachkonferenz „InnoTesting“ am 23. und 24. Februar 2017 in Wildau

22.02.2017 | Veranstaltungen

Wunderwelt der Mikroben

22.02.2017 | Veranstaltungen

Der Lkw der Zukunft kommt ohne Fahrer aus

21.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Ursache für eine erbliche Muskelerkrankung entdeckt

22.02.2017 | Medizin Gesundheit

Möglicher Zell-Therapieansatz gegen Zytomegalie

22.02.2017 | Biowissenschaften Chemie

Meeresforschung in Echtzeit verfolgen

22.02.2017 | Geowissenschaften