Klettverschluss statt Kleber

Nachwuchsforscher von der Technischen Universität Ilmenau entwickelten diese innovative Verbundmethode, bei der eine Nadelstruktur im Silizium wie ein Klettverschluss funktioniert. Dafür wird die Oberfläche des Bauelements aufgeraut, das Silizium wird so lange mit geladenen Teilchen bombardiert, bis lange, spitze Nadeln entstehen. Werden diese dann gegeneinander gedrückt, verkeilen sie sich ineinander und halten die Bauteile zusammen. Da die Struktur einem Rasen ähnelt, sprechen die Wissenschaftler auch von einem Siliziumrasen.

Auf einem Quadratmillimeter Chipfläche stehen dabei bis zu vier Millionen Nadeln. Sie sind 20 tausendstel Millimeter lang und nur einen halben Mikrometer breit. Dass die neue Technologie funktioniert, wurde bereits im Experiment nachgewiesen. Für Biologie, Chemie und Medizin wird dieses Verfahren interessant, da die Verbindungsstellen flüssigkeitsdicht sind und leicht gasdicht gemacht werden können.

Winzige Behältnisse für chemische oder biologische Reaktionen haben die Forscher mit dieser Technik bereits erfolgreich verschlossen. Im Inneren solcher Behälter können zum Beispiel Zellen kultiviert werden. Da der Deckel wieder abgenommen werden kann, steht dem direkten Zugang zur Zellkultur nichts im Wege.

Die Vorteile gegenüber dem herkömmlichen Verfahren, bei dem die Bauteile verklebt oder gebondet werden, sind vielfältig. Während beim Fügen in der Regel eine sehr hohe Temperatur nötig ist, spielt die Wärme bei dieser Methode keine Rolle. Der Klettverschluss kann bis zu fünf Mal zusammengefügt und wieder gelöst werden. Da die Bauteile nicht verrutschen, können die Hersteller Mikrochips, die immer dünner und empfindlicher werden, einfacher positionieren.

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Die Materialwissenschaft bezeichnet eine Wissenschaft, die sich mit der Erforschung – d. h. der Entwicklung, der Herstellung und Verarbeitung – von Materialien und Werkstoffen beschäftigt. Biologische oder medizinische Facetten gewinnen in der modernen Ausrichtung zunehmend an Gewicht.

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