Was ist Gecko Tape?
Gecko Tape ist ein experimentelles Material, das 2003 von einem internationalen Team von Wissenschaftlern aus Großbritannien und Russland entwickelt wurde. Es ist eine Bandoberfläche, die mit nanoskopischen Haaren bedeckt ist, um die Oberfläche zu maximieren. Geckoband ist noch nicht perfektioniert, aber wenn es ist, könnte es Menschen ermöglichen, auf Wänden und Decken wie Geckos zu gehen.
Der Gecko ist eine beeindruckende Kreatur. Es kann sein gesamtes Gewicht an einer waagerechten Wand mit nur einem Zeh tragen, was im Vergleich zu seiner Körpergröße winzig ist. Es kann sich schneller als ein Meter pro Sekunde entlang einer molekular glatten Oberfläche wie beispielsweise poliertem Glas bewegen. Das Geheimnis liegt in der Van-der-Waals-Kraft, einer intermolekularen Kraft, die entsteht, wenn Moleküle sich wie kleine Magnete verhalten, die sich gegenseitig anziehen. Um es gut auszunutzen, braucht man viel Fläche, die Geckofüße haben.
Geckofüße sind mit kleinen Haaren bedeckt, die sowohl Kapillarwirkung als auch die van-der-Waals-Kraft nutzen, um an Wänden zu haften. Jedes Haar ist etwa 200 bis 500 Nanometer breit. Erst in den letzten zehn Jahren ist es Wissenschaftlern gelungen, ein künstliches Material wie Geckoband mit so kleinen Haaren herzustellen. Das Haftvermögen eines Zentimeters Geckofuß beträgt etwa 10 Newton, ähnlich dem von Geckoband.
Gecko-Haare bestehen aus Keratin, aber Wissenschaftler verwendeten die Faser Polyimid, um ihr Gecko-Klebeband herzustellen, da es in diesem Maßstab einfacher zu bearbeiten ist. Ursprünglich verwendeten sie einen Siliziumwafer als Substrat für die Haare im Geckoband. Es wurde jedoch festgestellt, dass flexible Substrate unebene Oberflächen besser ausgleichen und das Haftvermögen um ein Vielfaches erhöhen können.
Ein Problem mit dem künstlichen Gecko-Klebeband ist, dass es im Gegensatz zu echten Geckos nach einigen Verwendungen keine Klebekraft mehr hat. Dies liegt daran, dass Polyimid nicht wie Keratin hydrophob ist und hauchdünne Feuchtigkeitsfilme auf Oberflächen dazu führen, dass die Haare schließlich nass werden und sich zusammenballen. Keratinhaare auf Geckofüßen ermöglichen es dem Tier, über feuchten Boden zu laufen und dann sofort eine ebene Oberfläche wie Glas zu erreichen, sehr zum Erstaunen der Materialwissenschaftler. Das Gecko-Tape-Projekt ist Teil eines größeren Feldes namens Biomimetics, in dem Wissenschaftler und Ingenieure Tiere als Inspiration für neue Materialien und Geräte verwenden.