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doi:10.22028/D291-27035
Title: | Adhesion of micropatterned adhesives to rough substrates and at elevated temperatures |
Author(s): | Barreau, Viktoriia |
Language: | English |
Year of Publication: | 2017 |
Free key words: | adhesion gecko rough |
DDC notations: | 500 Science |
Publikation type: | Dissertation |
Abstract: | The gecko is of high interest for scientists due to its ability to attach and to move on
different surfaces with various roughnesses. To date, research groups worldwide aim to study
adhesion mechanisms of gecko-like structures and to mimic gecko adhesion. However, most
investigations have been performed in controlled environments and under near to ideal
conditions, which present a significant constraint for transferring the results to applications.
Therefore, two important parameters have been the subject of investigations in the present
work, the surface roughness and elevated temperatures. For the first time, the impact of
roughness on the adhesion of gecko-like, micropatterned structures was systematically
studied. Two adhesive regimes, which are dependent on the pillar geometry and the roughness
parameters, were discovered: an adhesive and a non –adhesive regime. The influence of the
temperature on adhesion was studied on micropatterned samples fabricated out of three
materials, which are interesting candidates for industrial applications. Promising correlations
were determined between the temperature dependent mechanical properties and the adhesion
values: the glass transition temperature was identified as the temperature of maximum
adhesion. These results can support the improvement of bioinspired adhesives for industrial
applications. Der Gecko ist für Wissenschaftler aufgrund seiner herausragenden Fähigkeit, sich an verschiedenen Oberflächen zu befestigen und fortzubewegen, ein besonderes Vorbild für temporäre Adhäsionssysteme. Bislang bezieht sich das Ziel vieler Forschungsgruppen darauf Geckostrukturen nachzuahmen und grundlegende Mechanismen zu studieren. Diese Untersuchungen finden jedoch bisher unter nahezu idealen Bedingungen und in einer kontrollierten Umgebung statt, was eine starke Einschränkung bei der Übertragung der Ergebnisse auf industrielle Anwendungen darstellt. Zwei wichtige Parameter waren Gegenstand der Untersuchungen in dieser Arbeit, die Rauigkeit und die Temperatur. Zum ersten Mal wurde der Einfluss der Rauigkeit auf das Adhäsionsverhalten einer großen Anzahl von mikrostrukturierten Strukturen systematisch untersucht. Hierbei wurden zwei Adhäsionsregime, die von der Pillargeometrie und den Rauigkeitsparametern abhängen, festgestellt: das adhäsive und das nicht-adhäsive Regime. Der Einfluss der Temperatur auf die Adhäsion wurde auf mikrostrukturierten Proben aus drei für industrielle Anwendungen sehr interessante Materialien erforscht. Hierbei wurden wichtige Korrelationen zwischen den temperaturabhängigen mechanischen Eigenschaften und den ermittelten Rauigkeitswerten festgestellt. So wurde die Glasübergangstemperatur als die Temperatur der maximalen Adhäsion identifiziert. Diese Ergebnisse können dazu beitragen, bioinspirierte Strukturen für industrielle Anwendungen zu optimieren. |
Link to this record: | urn:nbn:de:bsz:291-scidok-ds-270351 hdl:20.500.11880/26946 http://dx.doi.org/10.22028/D291-27035 |
Advisor: | Arzt, Eduard |
Date of oral examination: | 27-Oct-2017 |
Date of registration: | 5-Feb-2018 |
Faculty: | NT - Naturwissenschaftlich- Technische Fakultät |
Department: | NT - Materialwissenschaft und Werkstofftechnik |
Collections: | SciDok - Der Wissenschaftsserver der Universität des Saarlandes |
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