Zur ersten Versammlung des Jahres kommen 44 Landfrauen in bester Stimmung, die durch das gemütliche Kaffeetrinken im Kieler Kaufmann mit neuen Torten und wie immer guter Betreuung auch in technischer Hinsicht über den Vortrag bis zum Ende anhält.
Frau Engel erinnert zu Beginn an „verborgene Schätze“ in uns, die sich entdecken lassen, und angesichts der Unruhe in der Welt an Orte, die immer noch Frieden und Schönheit ausstrahlen.
Unser Gast ist heute Prof. Dr. Stanislav Gorb, gebürtig aus der Ukraine, mit dem Thema:
„Naturprinzip und Biomimetik: Wie haften Geckos und Fliegen an der Decke? – und welche Technologien entwickeln sich für uns daraus?!“
Alle Tiere haben über die Evolution in sämtlichen Körperteilen eine Struktur oder Eigenheit, die ihnen das Überleben und den Bestand sichert. Zum Beispiel befinden sich in Fühlern Sensoren, oder die Zähne haben eine abriebfeste Oberfläche, die Reibung der Gelenke ist interessant, auch die Atmung der Insekten an der Körperseite. Es stellt sich die Frage, welchen Nutzen die Technik daraus ziehen kann? Schon die Haifischhaut war ein Vorbild für die Oberfläche der Flugzeuge.
Um dies zu erforschen, wird in diesem Fachgebiet mit Mikroskopen gearbeitet im Mess-Bereich von Mikrometern (1 Mikrometer = 1/1000 mm) und Nanometern (1 nm = 1/1000 Mikrometer), Fachwissen aus der Biologie, Biophysik, Materialwissenschaften u.a.. Die Forschung ist also sehr komplex, aber das Verständnis der Natur ist die Voraussetzung für Ergebnisse.
Geckos und Insekten (1 Mio. Arten) haften unterschiedlich an den Oberflächen, dazu werden die Unterseiten der Füßchen genau betrachtet.
Bei Geckos sind die feinen Härchen (kleiner als 1 nm) an der Unterseite entscheidend, zwischen denen und einer Oberfläche die Van-der-Waals-Kräfte eine Rolle spielen, d.h. das Zusammenwirken von Molekülen und Atomen, sowie eine elektrostatische Anziehungskraft. Sie haften nicht so stark wie z.B. Seepocken, aber dafür können sie sich lösen und Seepocken nicht.
Bei Insekten, wie z.B. der Taufliege, gibt es an der Fußspitze ein Haftorgan (kleine Verdickung) mit zwei Krallen, beweglichen und steifen Härchen (20 Mikrometer), so dass sich der Fuß an mehr als 200 000 Pflanzenarten verklammern kann. Wird ein winziger Tropfen (2 Mikrometer) Emulsion aus Wasser und Öl aus den Haarspitzen ausgepresst, kann die Haftung auch an sehr glatten Oberflächen stattfinden. Die Kapillarkraft unterstützt dabei die Adhäsion, ebenso die hexagonale Anordnung des „Fußabdrucks“, die die größte Dichte hervorbringt. Weiche spachtelförmige Haare wie bei der Fliege ermöglichen durch die Biegung eine wesentlich bessere Haftung als steife, wie z.B. bei Käfern und Ohrwürmern. Auch die Scherkraft ist für die Kontaktbildung entscheidend, denn es soll kein Druck ausgeübt werden.
All diese Erkenntnisse aus der Natur ermöglichen es, dass z.B. Klettverschlüsse, Haftfolien, trockene Klebebänder, laufende Roboter an einer Wand und vieles mehr entwickelt wurden. Es werden z.B. hexagonale Löcher in Stahl gelasert, mit Silikon Abdrücke hergestellt, um dadurch die Haftung zu ermöglichen.
Am Ende verabschiedet sich Prof. Gorb, dessen Leidenschaft an dieser Wissenschaft wir spüren konnten, mit den Worten: „Bleiben Sie neugierig!“
