Mikroskalige Kompositstrukturen für kontaktmechanische Wechselwirkung mit Hautoberflächen

• Antragsteller: Dr. René Hensel
• Fachliche Zuordnung: Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 277566232

Die Haftorgane von einigen Arthropoden und Geckos offenbaren ein erfolgsversprechendes Konzept für temporäre, reversible Haftung. Deren fibrilläre Nano- bzw. Mikrostruktur ermöglicht die Fortbewegung durch einen gleichmäßigen adhäsiven Kontakt auf Substraten aus verschiedensten Materialien und mit verschiedensten Rauigkeiten. Diese rein physikalisch wirkenden Haftsysteme sind seit ihrer Entdeckung Gegenstand der Forschung, um artifizielle Systeme dieser Art zu generieren. Erfolgreiche Konzepte zur Nachahmung fibrillärer Haftsysteme wurden in jüngster Vergangenheit für sehr glatte und harte Substratoberflächen wie Glas-, Siliziumwafer- oder polierte Metalloberflächen anhand elastomerer Mikrostrukturen demonstriert. Weniger erfolgreich ist bisher jedoch die Umsetzung solcher Haftmechanismen auf rauen und nachgiebigen Oberflächen, obwohl diese in der Natur keine Seltenheit sind und für Arthropoden bzw. Geckos kein Hindernis darstellen. Ein neuartiger Zugang zu dieser Problematik soll im beantragten Vorhaben durch Erweiterung der am INM - Leibniz-Institut für Neue Materialien Saarbrücken entwickelten Gecomer-Technologie erprobt werden. Mikrostrukturierte Polymeroberflächen sollen zu einer Kompositstruktur weiter entwickelt werden, die aus einer elastomeren Mikrofibrillgrundstruktur und einem weicheren Material im Kontaktbereich besteht. In dem Vorhaben soll versucht werden, eine verbesserte Adaption diverser Oberflächenmorphologien durch weiche Materialien mit dem Prinzip der Kontaktaufspaltung zu kombinieren. Darüber hinaus soll aus den Ergebnissen der experimentellen Untersuchungen ein theoretisches Modell zur Beschreibung der Kontaktmechanik nachgiebiger, rauer Substrate entwickelt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen