Benannt nach den bemerkenswerten Fähigkeiten des Fisches, ermöglichen Saugnäpfe mit dem Clingfish®-Effekt eine starke und reversible Haftung, nicht nur auf glatten Oberflächen, sondern auch auf rauen, strukturierten und unebenen Oberflächen sowohl
Der Northern Clingfish ist ein kleiner Fisch, welcher in der rauen Brandungszone lebt und sich dort mit seinem Bauchsaugnapf an den rauen, strukturierten, oftmals nassen und glitschigen Felsen der Gezeitenzone festhalten kann. Der Fisch kann mit seinem Saugnapf das bis zu 230-fache seines eigenen Körpergewichts halten, eine sehr nützliche Fähigkeit, wenn die Brandungswellen hereinbrechen. Während der Arbeit mit Prof. Adam Summers an der University of Washington erforschte Dr. Petra Ditsche (Gründerin von Clingtech Bionics) die Biomechanik hinter der Funktion des Bauchsaugnapfes des Northern Clingfish.
Der Schlüssel zum Durchbruch zur Entwicklung des bionischen Saugnapfes war das Verständnis, wie die natürliche Saugkraft des Clingfish so effektiv funktioniert – insbesondere auf rauen Oberflächen, die normalerweise dazu führen, dass ein herkömmlicher Saugnapf versagt. Der Rand des Clingfish-Saugnapfs ist mit winzigen, haarähnlichen Strukturen in verschiedenen hierarchischen Größenordnungen bedeckt. Dieser hierarchische Aufbau ermöglicht nicht nur eine perfekte Abdichtung bei unterschiedlichen Rauigkeiten, sondern erzeugt auch erhöhte Reibung im Randbereich. Beides zusammen ermöglicht dem Fisch die Haftung an rauen Oberflächen. Der gesamte Saugnapf ist darüber hinaus flexibel und elastisch, wodurch er sich auch an wellige und unebene Oberflächen anpassen kann.
Nachdem sie sich viele Jahre mit der Funktionsweise des Clingfish-Saugnapfs beschäftigt hatte, begann Dr. Petra Ditsche mit dem Bau eines Prototyps, der sich an den Prinzipien des Clingfish-Saugnapfes orientierte. Das Team entdeckte, dass die Kombination verschiedener Materialien dazu beitrug, den künstlichen Saugnäpfen eine starre Struktur zu verleihen, die stark genug war, um Spannung zu halten, während sie gleichzeitig weich und flexibel genug war, um sich anzupassen und an rauen Oberflächen zu haften. Sie fanden auch einen Weg, gleichzeitig die Reibung am Rand des Saugnapfes zu erhöhen (https://www.washington.edu/news/2019/10/02/inspired-by-northern-clingfish-researchers-make-a-better-suction-cup/). Zurück in Deutschland führte Ditsche die Entwicklung des bioinspirierten Saugnapfes weiter. Nach Erhalt eines EXIST-Stipendiums entwickelte sie mit ihrem Team den ersten Prototypen zu einem serientauglichen Produkt für erste Anwendungen weiter.
Forschungsartikel:
P. Ditsche, & A. Summers. Learning from Northern Clingfish (Gobiesox maeandircus) (2019): Bio-inspired suction cups attach to rough surfaces. Philosophical Transactions of the Royal Society B 374: 20190204. Doi: 10.1098/rstb.2019.0204 (Titelgeschichte).