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Bauarbeiter-Handschuhe schützen

Bauarbeiter-Handschuhe schützen Bob Fulls Hände, während er sich langsam dem Käfig nähert. Vorsichtig fasst der Chef des Poly-PEDAL Lab, der sonst wenig Hemmungen bei der Berührung mit seinen Versuchsobjekten hat, um den Bauch eines rund zehn Zentimeter langen Geckos. Mit gutem Grund: Die Bisse des Reptils können tief ins Fleisch gehen.

Doch Bob Full interessieren nicht die Zähne, sondern die Füße des grün schillernden Reptils: Ein Gecko kann mit einer Geschwindigkeit von einem Meter pro Sekunde die Wand hoch laufen und mit einem Fuß an der Decke hängen, ohne sich dabei groß anstrengen zu müssen. Wie das möglich ist, war lange ein Rätsel. Erst die Poly-PEDAL-Forscher entdeckten Erstaunliches: Die Zehen des Geckos kleben geradezu an der Oberfläche. Wenn er die Wand hoch rast, hebt er seine Zehen 30-mal pro Sekunde von der Oberfläche ab – so rasch wie man ein Post-it vom Papier abzieht.

Full entdeckte, dass an einer Geckozehe Millionen von winzigen Haaren sitzen, die so genannten Setae. Ein solches Haar ist an seiner Basis nur ein Hunderttausendstel Millimeter groß: der doppelte Umfang eines menschlichen Haars. Doch bis zur Spitze teilt es sich immer wieder auf – der kleinste Haarspliss, den man sich vorstellen kann. Jedes Seta endet mit rund 1000 Verzweigungen, die nur nanometergroß sind.

Doch von der Größe darf man sich nicht täuschen lassen: Die Haare eines Geckos stellen Spiderman in den Schatten. Denn ein einzelnes Seta könnte eine Ameise heben, die hundertmal schwerer ist als das Härchen selbst. Eine Million Setae, die leicht auf ein Zehncent-Stück passen, könnten ein Kleinkind hochheben. Und das ohne klebrige Flüssigkeiten oder Rückstände: Geckos verwenden das Prinzip der Trockenhaftung, die unabhängig von den chemischen Eigenschaften der Haftfläche funktioniert und keine Spuren hinterlässt.

Fulls Team fand heraus, wie das möglich ist: Die enorme Kraft der Setae entsteht nicht durch Saug- oder Kapillarkräfte, wie bisher angenommen wurde. Das mühelose Laufen auf senkrechten Oberflächen gelingt den Geckos vielmehr durch schwache Kräfte, die Atome und Moleküle zusammenhalten – die so genannten Van-der-Waals-Kräfte.

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Gelänge es, das Gecko-Prinzip in einen trockenen, wiederverwendbaren, selbstreinigenden Kleber umzusetzen, gäbe es verlockende kommerzielle Anwendungsmöglichkeiten für schwierige Umgebungen: Sowohl im Vakuum bei der Chipherstellung als auch im Körperinneren bei chirurgischen Eingriffen oder im Weltraum müssen Dinge vorübergehend befestigt werden. Für Arbeiten in diesen Umgebungen wäre ein Material optimal, das nicht mit den chemischen und physikalischen Eigenschaften der Umwelt interagiert. Fulls Superkleber würde keine klebrigen Spuren hinterlassen – weder an den hoch empfindlichen Chips noch an den schwer zu reinigenden Außenseiten eines Space Shuttle.

Mithilfe des Gecko-Prinzips ließe sich auch ein extrem mobiler Roboter bauen, der sich an glitschigen senkrechten Wänden hochziehen und an einem einzigen Haar von der Decke herablassen könnte. Der Ingenieur Alan DiPietro von der US-Firma iRobot hat bereits einen geckoähnlichen Roboter namens „Mecho-Gecko“ konstruiert, der über Wände und Decken krabbeln kann – allerdings noch weit entfernt von der Geschwindigkeit und Ausdauer seiner lebenden Vorbilder.

Sowohl der Superkleber als auch der blitzschnelle Haftroboter könnten schon bald Realität werden: Fulls Kollegen, dem ebenfalls in Berkeley lehrenden Ingenieur Ron Fearing, ist es gelungen, die tausendfach verzweigten Haarspitzen aus Polyurethan nachzubauen. Die verschiedensten Firmen interessieren sich bereits für Fearings Patent: Von der NASA bis zum Sportausstatter Nike, der den ultimativen Kletterschuh entwickeln will – vermarktbar mit dem Slogan „Just stick to it“. Der Konzern Johnson & Johnson will gar ein geckoinspiriertes Pflaster herstellen, das kleine Blutgefäße, Nerven und Muskelfasern wieder zusammenfügt und damit praktisch die Funktion eines Chirurgen übernimmt: Nähen unnötig.

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