Silikonkautschuk als Basis – Nanopartikel sorgen für einen festen Halt auf eisigem Untergrund

Die Fußsohlen des Geckos haben Forscher um Vipin Richhariya von der Universität Minho (https://www.uminho.pt/EN ) und Ashis Tripathy vom Vellore Institute of Technology (https://vit.ac.in/ ) zu einem neuen rutschfesten Material für Schuhsohlen inspiriert. Basis ist Silikonkautschuk. Diesen beschichteten sie mit Nanoteilchen aus Zirkoniumdioxid, die Wasser anziehen. Dann walzten sie das Verbundmaterial zu einem dünnen Film aus und ätzten ein Rillenmuster in dessen Oberfläche, das die hydrophilen Nanopartikel freilegte.

Kapillarwirkung entscheidend

Trifft der Film auf Wassermoleküle aus Eis, haftet dieser an der rutschigen Oberfläche, weil das Polymer die Kapillarwirkung der rutschfesten Fußsohlen nachahmt. Die Folien weisen Zirkoniumdioxid-Anteile zwischen einem und neun Prozent auf. Mithilfe von Infrarotspektroskopie und simulierten Reibungstests haben die Forscher festgestellt, dass die rutschfestesten Nanokomposite drei bis fünf Gewichtsprozent Zirkondioxid enthalten.

Wird diese Folie auf Eis gedrückt, entzieht sie diesem den Wasserfilm innerhalb von nur 1,5 Millisekunden, sodass sich eine feste Verbindung zwischen der Folie und dem trockenen Eis aufbaut. Die winzigen Wassermengen verdunsten, sobald die Folie den Kontakt zum Untergrund verliert. Auf Schuhsohlen übertragen bedeutet dies also, dass sich der Fuß von der Unterlage löst, sodass das Material beim nächsten “Schritt” erneut Wasser schluckt. Stürze in Folge von Glätte sind laut der WHO (https://www.who.int/) weltweit für 38 Mio. Unfälle pro Jahr verantwortlich.