Biomimetische Mikrostrukturen für Haftung und Reibung

Schaltbare, wiedernutzbare trockene Haftoberflächen können vielfältig eingesetzt werden, von Mobilitätsanwendungen über robotische Greifer bis zu Bereichen medizinischer Geräte. Ein vielversprechender Ansatz, diese zu erreichen, beruht auf der Fähigkeit von Geckos, sich auf vertikalen oder sogar invertierten Flächen durch Nutzung von van der Waals Kräften zu halten. Sie setzen keine Flüssigkeiten ein, wodurch sich ein fremdstofffreier, selbstreinigender Kontakt erzielen lässt. Geckos erreichen diese stabile Haftung durch haarähnliche Strukturen (Fibrillen), die aus einem natürlichen Polymer bestehen. Im Rahmen des deutsch-neuseeländischen Wissenschaftleraustauschs sollen zwei Themen näher untersucht werden, die bislang den Einsatz von Mikrostrukturen für eine Trockenhaftung begrenzen: der Zusammenhang zwischen Herstellbarkeit und Lebensdauer und die Minimierung/Kontrolle der Loslösekraft relativ zur Haltekraft. Das übergeordnete Projektziel ist daher, das Verständnis sowohl des Prinzips zu erhöhen als auch Produktionstechnologien für derartige haptische oder technische Haftoberflächen zu schaffen. Die Schwerpunkte liegen im Design der anisotropen Oberflächen und ihrer Eigenschaften und in der Anpassung, Bewertung und Optimierung geeigneter Fertigungsverfahren. Das Projekt adressiert dabei sowohl metallische als auch kunststoffbasierte Materialien, um wichtige Anwendungsbereiche abzudecken.