Aus großer Kraft folgt große Verantwortung. – Onkel Ben
Reversibel selbsthaftende Oberflächen sind ein superspannendes und sehr aktuelles Thema in der Nanotechnologie. Dabei versucht man physikalische Wechselwirkungen zwischen feinen Nanoteilchen und einer Oberfläche (z. B. einer Wand) auszunutzen. Im Gegensatz zu chemischen Wechselwirkung, wie beim Kleber, können diese physikalischen Kräfte reversibel benutzt werden. Man zerstört also nichts, wenn man den Halter wieder abzieht. Beim Kleber kann man sich in der Regel ja eine neue Tapete kaufen oder dem Nachbarn guten Tag sagen…
Peter Parkers Finger in Spider-Man.
Die Inspiration für solche selbsthaftenden Oberflächen kommt aus der Natur und das bekannteste Beispiel ist der Gecko (oder Spider-Man). Der Gecko (und Spider-Man auch wie man in Spider-Man mit Toby Maguire in Minute xx sieht) hat auf seinen Pfoten Millionen feiner Nanohärchen, die diese physikalischen Kräfte ausnutzen. Dadurch kann der Gecko nahezu überall haften. Damit er aber nicht festklebt, zieht er seine Pfoten, ähnlich wie beim Klettverschluss, in einer Rollenbewegung von der Oberfläche ab (Das macht Spider-Man falsch!!!). Allerdings gibt es noch viele andere Tiere, die solche Fähigkeiten haben. Ein sehr interessantes Tier ist dabei der Tree Frog. Dieser Frosch kann nämlich auf trockenen und nassen Oberflächen haften. Er benutzt dafür ein anderes Prinzip als Spider-Man. Die Pfoten des Frosches haben zwar auch diese Nanohärchen, allerdings sondern sie ein spezielles Sekret ab, das hauptsächlich für die Adhäsion zuständig ist. Im Gegensatz zu Geckos haben die Frösche zusätzlich auch eine sehr große Oberflächenreibung, das heißt sie verrutschen auf der (nassen) Oberfläche nicht…
Für die Entwicklung von selbsthaftenden Produkten ist diese Eigenschaft extrem cool.
In der Arbeit: Nanoscale friction and adhesion of tree frog toe pads, vom letzten Jahr, untersuchen die Autoren genau diesen Effekt. Durch die Verwendung des Rasterkraftmikroskops, können sie sowohl die Adhäsion zwischen der Froschpfote und der Mikroskopnadel, als auch die Reibung messen. Dabei haben sie festgestellt, dass der Frosch im Wasser seine Klebkräfte verliert, die Nanohärchen jetzt allerdings dafür sorgen, dass die Reibung extrem hoch wird und er dadurch nicht abrutscht. Die genauen physikalischen Mechanismen dahinter sind allerdings noch nicht genau verstanden. Diese Studie ist superinteressant, da die meisten Untersuchungen zum Thema reversible Haftung ihren Fokus auf den Gecko legen und der Haftmechanismus der Frösche oft vergessen wird. Außerdem war der Einfluss der Nanohärchen hier noch völlig unbekannt und könnte zum Beispiel in der Reifenindustrie oder der Medizin eine wichtige Rolle spielen.
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