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Bionik: Fokus Froschfuß

Frösche kleben an Blättern, Heuschrecken schreiten spiegelglatte Wände empor. Kein Klebstoff der Welt schafft diesen Spagat zwischen Haftkraft und Lösbarkeit - oder etwa doch?
Frosch
Wer kennt ihn nicht, diesen Ärger mit dem Klebestreifen: In der einen Hand die Tesarolle, in der anderen die Schere – da fehlt die dritte Hand, um das abgeschnittene Ende abzufangen. Es rollt sich zu einem klebrigen Knäuel auf, das sich kaum entwirren lässt; was sich im Übrigen auch nicht lohnt, denn kleben wird der Streifen anschließend ohnehin nicht mehr.

Neidisch schielen Klebstoffforscher auf Frösche und Heuschrecken, die mit Leichtigkeit an glatten Blättern emporklettern. Die klebrigen Füße der Tiere haben Eigenschaften, die man sich für Tesafilm nur erträumen kann: Sie haften stark, können unendlich oft gelöst und wieder aufgeklebt werden und reinigen sich zu guter Letzt sogar von allein.

Was unterscheidet die Füße der Kletterkünstler von gebräuchlichen Klebestreifen? Löst man beispielsweise Paketkleber von einem festen Untergrund, reißt die glatte Klebeschicht an der Stelle ein, von der aus man den Streifen abtrennt. Zieht man weiter, pflanzen sich die Risse fort, weshalb sich das Band relativ leicht ablösen lässt. Doch die Kerben verewigen sich in dem Material, denn ein Teil des braunen Klebstoffs bleibt am Untergrund hängen. Beim zweiten Mal haftet der Streifen deshalb schon wesentlich schlechter.

Als sie kletternde Tiere mit Haftballen ausstattete, bediente sich die Natur verschiedener Tricks, um den Fußkleber stark und wiederverwendbar zu machen: Die Fußsohlen von Geckos sind beispielsweise von unzähligen, stark verzweigten Härchen bedeckt. Diese können sich dicht an diverse Untergründe schmiegen. Die Klebekraft ist so stark, dass die Tiere sogar an der Decke entlang laufen können.

Kletternder Frosch | Frösche können dank ihrer klebenden Zehballen an glatten Blättern empor klettern.
Von einer Finesse des Laubfroschfußes hat sich nun eine Forschergruppe um Animangsu Ghatak vom Indian Institute of Technology in Kanpur inspirieren lassen: Die Wissenschaftler wagten einen Blick unter die Oberfläche der schleimigen Haftballen und stießen dort auf ein Netzwerk winziger Kanäle. Sie taten es den Fröschen gleich und verlegten solche Mikro-Röhren in einer elastischen Schicht.

Die Filme mit den Kanälen hielten einem bis zu dreißigmal so starken Zug stand, wie die Klebmasse ohne solcher Röhren. Die Forscher begründeten die enorme Beständigkeit ihrer Erfindung damit, dass sich die Risse, die beim Abtrennen eines Klebestreifens entstehen, in dem Material nicht ausbreiten können. Sie stoßen früher oder später auf einen Kanal und enden dort. Aus diesem Grund müssten wesentlich größere Kräfte wirken, um den Klebstoff abzulösen. Weil die Schicht nicht großflächig aufreißt, kann man sie immer wieder verwenden, ohne dass sie Klebekraft einbüßt.

Der Haftfilm der Indischen Wissenschaftler hat bislang nur die Größe einer Briefmarke. Doch Ghatak ist sich sicher, dass man ihn auch in größeren Dimensionen herstellen kann: Einst könne er vielleicht an den Füßen von kletternden Robotern befestigt werden, hofft der Forscher. Im Alltag fände dieser Wunderkleber aber bestimmt auch seinen Platz: Ein wiederverwendbarer Tesafilm würde sicherlich manch einem frustrierten Heimwerker große Freude bereiten.

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