Entwicklung dreidimensionaler Strukturen und Oberflächen

An-und Ausschalten der Funktionen durch äußere Reize

02.10.2013 - Deutschland

Der Materialwissenschaftler Professor Eduard Arzt, wissenschaftlicher Geschäftsführer des INM - Leibniz-Institut für Neue Materialien, wird vom Europäischen Forschungsrat (ERC) mit einem Advanced Grant in Höhe von rund 2,5 Millionen Euro ausgezeichnet. Damit will Arzt in den nächsten fünf Jahren dreidimensionale Strukturen und Oberflächen entwickeln, deren Funktionen sich durch äußere Reize an- und ausschalten lassen. Die Advanced Grants des ERC ehren europäische Forscher, die bereits herausragende Leistungen in der Pionierforschung erbracht haben.

Mit seiner Forschung verfolgt Arzt mehrere Ziele: Einerseits ließen sich durch schaltbare Haftung beispielsweise hochempfindliche Wafer oder Linsensysteme rückstandlos und ohne Beschädigung in Produktionsprozessen aufheben und ablegen, ohne Greifer oder Saugnäpfe. Medizinische Implantate, deren Haftung erst auf Wunsch beginnt, erleichterten die Arbeit von Chirurgen. Andererseits birgt das Schalten der Mikrostrukturen neben Haftprinzipien auch die Möglichkeit, das Tastgefühl gezielt zu verändern. So könnten künftig zum Beispiel Autolenkräder durch eine schlagartig veränderte Oberfläche eine Gefahrenwarnung aussenden; auf glatten Touchscreens ließe sich per Knopfdruck eine Tastatur erfühlen und damit der Tastsinn bei der Kommunikation Mensch - Computer nutzen.

Während statische Haftsysteme für ebene, harte Oberflächen schon seit Längerem eingehend untersucht wurden, ist der Nachbau von schaltbarer Haftung und von Haftung auf weichen Oberflächen nahezu unerforscht. „Kontrolliert Haften und Ablösen – dieses Prinzip ist in der Natur bekannt: Geckos können sich dadurch auf glatten, rauen, weichen und harten Untergründen, auf Wänden und sogar kopfüber fortbewegen. Ihr Haftvermögen beruht auf feinen Härchen, sogenannten Fibrillen, an ihren Füßen“, erklärt der wissenschaftliche Geschäftsführer des INM. „Mit dem ERC-Projekt erforschen wir eine neue Generation von künstlichen Gecko-Strukuturen: Durch Veränderung der Temperatur, durch elektrische Felder oder andere äußeren Einflüsse soll das gezielte An- und Ausschalten der Haftung möglich werden. Ein zweiter Schwerpunkt liegt auf dem Verständnis dafür, wie Geckostrukturen auf weichen Oberflächen – wie zum Beispiel auf menschlicher Haut – haften können. Damit soll dieses Prinzip auch für Taststrukturen und biomedizinische Anwendungen weiterentwickelt werden. Schließlich wollen wir die Machbarkeit von bioinspirierten Oberflächen auf größerem Maßstab demonstrieren, um die Basis für eine kostengünstige Herstellung zu erarbeiten “, erklärt der Materialwissenschaftler Arzt.

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