Studentisches Projekt 2021

Entwicklung eines Gecko-Roboters zur Demonstration der Van-der-Waals-Kräfte

Derzeit angewandte Haftungssysteme im medizinischen Bereich (z.B. Pflaster), weisen meistens entweder zu starke oder zu schwache Klebeeigenschaften auf. Außerdem sind diese nach der ersten Anwendung nicht wiederverwendbar. Die Bionik, d.h. die Übernahme von technischen Lösung nach dem Vorbild in der Natur, ermöglicht es an neuen Haftungssystemen, die durch strukturelle und physikalische Effekte optimiert sind, zu forschen. Diese Materialien weisen folgende Besonderheiten auf: Sie sind wiederverwendbar, selbstreinigend und haften nicht an sich selbst.

Heutzutage werden von einigen Firmen (z.B. Firma Bender) sogenannte Gecko-Tapes hergestellt, bei denen auf eine Polymeroberfläche mittels Nanotechnologie winzige Härchen aufgebracht werden. Diese erzeugen durch Van-der-Waals-Kräfte Bindungen zu anderen Oberflächen. Man spricht in diesem Zusammenhang von trockener Adhäsion. Die Anwendung solcher Materialien ist in der biomedizinischen Technik zum Beispiel für die Gewebeklebung möglich.

Durch dieses bionisch inspirierte Projekt sollen die natürliche Bewegung und Anhaftung des Geckos in die Technik umgesetzt werden. Ziel ist es, die Füße mit gesteuerten einzelnen Zehen zu bestücken, sodass die Haftung an einer angewinkelten trockenen Fläche möglich ist und die Ablösung ebenfalls ermöglicht wird. Zu beachten ist dafür, dass das Gewicht des Geckos gering gehalten wird und die Dimensionierung der Fläche der Zehen bzw. der Kontaktfläche optimiert wird. Da es sich bei dem Haftungssystem um eine Innovation in der biomedizinischenTechnik handelt, ist die Entwicklung eines Gecko-Roboters umso interessanter. Der Gecko-Roboter kann dann sowohl bei Vorlesungen als auch bei Praktika vorgestellt werden und als Basis für weitere Aufgabenstellungen (z.B. Charakterisierung von Van-der-Waals-Kräften) dienen.

 

Bildnachweis (slides):

[1] Gecko https://www.spektrum.de/news/geckos-haften-anders-als-alle-dachten/1300069 (11/2021)

[2] Vergrößerte Setae und Spatulae eines Geckos Favret, Eduardo A.; Fuentes, Néstor O.: Functional Properties of Bio- inspired Surfaces: Characterization and Technological Applications. Singapur: World Scientific, 2009. S. 105

Betreuender Professor

Prof. Dr.-Ing. Mehdi Behbahani


Raum 01E12
behbahani(at)fh-aachen.de
T: +49.241.6009 53727

Ansprechpartner

Betreuender Ingenieur
Dipl.-Ing. Karl-Heinz Gatzweiler
Raum 01E09
Heinrich-Mußmann-Str. 1
52428 Jülich | Germany
T.: 0241 6009 53722
gatzweiler(at)fh-aachen.de

Studentische Projektleiter
Lena Einmal
Tomas Osorio

Stellv. studentische Projektleiter
Patrick Hannak

Studentische Mitarbeiter
Maurice Weiss
Sascha Linder