Bionik Schlangenhaut inspiriert reibungsarme Oberflächen

Redakteur: Franz Graser

Deutsche Forscher haben in einem Experiment Stahlnadeln mit einer Oberfläche versehen, die der einer Schlangenhaut ähnelt. Dadurch verringerte sich die Reibung um 40 Prozent. Solche reibungsarmen Materialien könnten in MEMS-Systemen wie Sensoren Verwendung finden.

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Die Haut einer Ringelnatter. Biologen haben schon lange beobachtet, dass die Beschaffenheit der Schlangenhaut die Reibung reduziert. Diesen Effekt haben sich nun Karlsruher Materialforscher zunutze gemacht.
Die Haut einer Ringelnatter. Biologen haben schon lange beobachtet, dass die Beschaffenheit der Schlangenhaut die Reibung reduziert. Diesen Effekt haben sich nun Karlsruher Materialforscher zunutze gemacht.
(Bild: Natrix natrix Schuppen.JPG / Dirk Godlinski, Wikimedia Commons / BY-SA 3.0)

Der Leiter der Forschergruppe, Dr. Christian Greiner vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT), freut sich angesichts des Resultats: „Wenn wir nur eine Verringerung der Reibung um ein Prozent erreicht hätten, wären wir schon erfreut gewesen. 40 Prozent sind ein echter Sprung nach vorne, und wir sind alle sehr begeistert!“, zitiert der Wissenschaftsdienst Science Daily den Karlsruher Wissenschaftler.

Biologen, die Schlangen studieren, haben schon lange festgestellt, dass die Haut von Schlangen und Reptilien dazu beiträgt, die Reibung zu verringern, wenn sich das Tier bewegt. Die Reptilienhaut ist zudem sehr robust und widersteht widrigen äußeren Einflüssen wie Trockenheit, Sand oder Staub.

Das Team von Christian Greiner benutzte einen Laser, um in Stahlnadeln eine Oberfläche zu fräsen, die der Textur von Schlangenhaut ähnelt. Daraufhin wurde die Reibung ermittelt, die dabei auftritt, wenn die Nadel gegen eine andere Oberfläche bewegt wird.

Das Ergebnis: Die Schlangenhaut-Nadeln wiesen unter trockenen Bedingungen und unter Abwesenheit von Öl und anderen Schmiermitteln eine um 40 Prozent verringerte Reibung gegenüber den glatten unbehandelten Nadeln auf.

Die Anwendungen könnten im Bereich von Materialien liegen, die im Mikro- und Nanobereich eingesetzt werden, etwa bei Antiblockiersystemen, Computer-Festplatten oder bei Beschleunigungsmessern, die in Smartphones verbaut werden. Darüber hinaus könnten sich die Erfahrungen in der Konstruktion von Hochleistungs-Automobilen – etwa für den Rennsport – oder in der Robotik niederschlagen.

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