Verbessertes Gecko-Prinzip: Mit Haftpads Glaswände hochgehen

19. November 2014, 01:01
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US-Forscher verbessern die Haftkraft des Gecko-Prinzips - Steiggerät muss noch biomechanisch optimiert werden

Palo Alto - Es blieb relativ lange ein Rätsel der Natur, warum sich Geckos sogar kopfüber an Glasscheiben fortbewegen können. Die Lösung fand sich in den Mikrostrukturen ihrer Fußunterseiten: Milliarden feinster Härchen, sogenannte Spatulae, sorgen für perfekte Haftfähigkeit. Das dazugehörige physikalische Prinzip nennt sich Van-der-Waals-Kräfte, die im molekularen Bereich wirken.

Seit der Entdeckung dieses Mechanismus sind einige künstliche Haftmittel mit geckoartigen Eigenschaften entwickelt worden. Doch bisher hat man die Haftfläche und die Tragkraft dieser Mittel nur in geringem Maße steigern können. Eine 70 Kilogramm schwere Person, die eine Glaswand hinaufklettern wollte, brauchte bis jetzt eine Haftfläche von 1200 Quadratzentimetern - das ist mehr als die Fläche zweier Tennisschläger.

Keilförmige Mikrostrukturen

US-Forschern um Elliot Hawkes (Uni Stanford) ist nun eine entscheidende Verbesserung des Gecko-Mechanismus gelungen, wie sie im "Journal of the Royal Society Interface" berichten. Sie veränderten für ihre neuen Haftpads zunächst die Struktur auf der kleinsten Ebene des hierarchisch angelegten Haftsystems eines Geckofußes. Statt jener Borsten, die sich in die Spatulae aufsplitten, verwendeten die Forscher keilförmige Mikrostrukturen aus dem Kunststoff Polydimethylsiloxan.

elliott hawkes

Der Vorteil: Die Keile verlieren umso mehr an Steifigkeit, je stärker sie durch das Andrücken verschoben werden. Dadurch kann die Last besser auf der gesamten Haftfläche verteilt werden. Diese Haftfähigkeit konnte so um ein Vielfaches gegenüber dem Geckofuß vergrößert werden.

Bei einem Test benötigte ein 70 Kilogramm schwerer Mensch nur noch handtellergroße Pads - und 90 Sekunden für sechs senkrechte Schritte an einer Glasfassade. Die Forscher sind zuversichtlich, das künstliche Haftsystem weiter verbessern zu können: Das Anhaften und Ablösen sei in weniger als einer Sekunde möglich. Nun gelte es, das Steiggerät für die menschliche Biomechanik zu optimieren. (tasch, APA, DER STANDARD, 19.11.2014)

  • Die neuen Haftpads sind nur noch handtellergroß. Das Anhaften und  Ablösen der Geräte sollte in weniger als einer Sekunde möglich sein.
    foto: elliot hawkes

    Die neuen Haftpads sind nur noch handtellergroß. Das Anhaften und Ablösen der Geräte sollte in weniger als einer Sekunde möglich sein.

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