Superkleber vereint Gecko- und Muschel-Technik

Werkstoff hält sowohl im Trocknen als auch unter Wasser extrem fest

Gecko erklimmt eine Muschel
Gecko erklimmt eine Muschel

Evanston (USA) - An Land haften Geckos mit ihren feinen Fußhärchen sicher -- selbst auf glatten Glasscheiben. Unter Wasser sind Muscheln die Meister des natürlichen Klebstoffs, wenn sie sich extrem fest an Steinen festklammern. Erstmals vereinigten amerikanische Forscher diese Eigenschaften in einem neuen Werkstoff. Wie sie in der Zeitschrift "Nature" berichten, haftet das fein strukturierte und beschichtete Material sowohl in trockener als auch nasser Umgebung besser als jeder konventionelle Klebstoff.

"Geckel" -- eine Wortschöpfung aus "gecko" und "mussel" -- tauften Phillip Messersmith und seine Kollegen von der Northwestern University in Evanston ihr vielseitiges Material. "Dieser Werkstoff ist sinnvoll für reversible Befestigungen auf einer Vielzahl von Oberflächen in jeder Umgebung", sagt der leitende Forscher Messersmith. Imitierten andere Gruppen bisher die Haftkraft von Geckofüßen und Muscheln jeweils einzeln, kombinierten die Wissenschaftler beide Klebemethoden auf einfache Weise.

Aus Silizium strukturierten sie etwa 400 Nanometer feine Pfeiler mithilfe von lithografischen Verfahren. In trockener Umgebung zeigten diese bereits ein sehr gutes Haftvermögen. Um auch unter Wasser stabil zu halten, beschichteten die Forscher ihre künstlichen Silizium-Pfeiler mit einem Polymer, dass auf einem Klebeprotein der Muscheln (3,4-L-Dihydroxyphenylalanin) aufbaut. So konnten sie die Haftkraft in nasser Umgebung um das 15-fache steigern.

Im Unterschied zu ultrafesten Klebstoffen lässt sich dieses neue Material viele Male lösen und wieder verwenden. Selbst nach 1000 Kontaktzyklen haftete der nanostrukturierte Werkstoff zuverlässig. Sind mit diesem reversiblen Klebstoff auch zahlreiche Anwendungen in Industrie und Technik vorstellbar, so konzentrieren sich Messersmith und Kollegen auf biomedizinische Anwendungen. Besser als jeder verfügbare Klebstoff soll "Geckel" einmal Wunden dauerhaft verschließen können. Bis dahin wollen die Forscher ein Herstellungsverfahren für große "Geckel"-Mengen entwickeln.