"Im Mikrobereich kann man nun mal nicht schrauben"


Thomas Gesang ist Spezialist für Mikrokleben am Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM. COMPAMED.de sprach mit dem Chemiker über spezielle Flugzeuge, Endoskope und Kleben in der Krise.

COMPAMED.de: Herr Gesang, in naher Zukunft soll es Flugzeuge geben, deren Einzelteile nicht mehr mit strammen Nieten zusammen gehalten werden, sondern die aneinander geklebt sind. Würden Sie mit so etwas fliegen?

Thomas Gesang: Ja, klar. Wenn man dem jeweiligen Fall angepasst klebt, dann ist das absolut zuverlässig. Sobald ein Klebeprozess sorgfältig entwickelt ist – dazu gehört natürlich auch eine entsprechende Qualifikation, um ihn richtig anzuwenden – und solange man sich in der Fertigung genau an diesen sauber entwickelten Prozess hält, dann ist Kleben vollkommen sicher.

COMPAMED.de: Also eine sehr zuverlässige Fügetechnik. Oder ist das Kleben doch anderen Techniken unterlegen?

Gesang: Jede Fügetechnik hat seinen Vor- und Nachteil, auch das Kleben. Ich bekomme zum Beispiel nicht so eine hohe punktuelle Festigkeit hin wie das beim Schweißen von Metallen der Fall ist. Die Gleichung ‚Ein Schweiß- ist auch ein Klebepunkt‘ geht nicht auf. Darum brauche ich beim Kleben auch größere Flächen. Der Vorteil hingegen ist, dass man unterschiedliche Materialien wie Glas, Kunststoff, Keramik, Metall miteinander verbinden kann. Außerdem geht der Trend hin zur Miniaturisierung und im Mikrobereich kann man nun mal nicht schrauben, hier muss man Mikrokleben.

COMPAMED.de: Dass alles immer kleiner wird, trifft auch auf die Medizintechnik zu. Sie als Leiter der Klebtechnik für Mikrosysteme und Medizinanwendungen am IFAM können sich vor Aufträgen wahrscheinlich kaum noch retten.

Gesang: Das kann man so sagen. Es gibt tatsächlich viele Aufträge im Bereich Mikrokleben, selbst im Moment zu Zeiten der Finanzkrise. Wir erleben eigentlich nur eine kleine Delle in der Auftragslage.

COMPAMED.de: In welchen medizinischen Bereichen ist Kleben denn besonders gefragt?

Gesang: In der Medizin untersucht man, ob man menschliches Körpergewebe kleben kann, damit Wunden nicht mehr genäht werden müssen. In der Medizintechnik ist das Mikrokleben besonders bei Endoskopen und intelligenten Implantaten gefragt.

COMPAMED.de: Endoskope zu kleben ist eine Herausforderung. Was sind die Schwierigkeiten?

Gesang: Die Probleme gibt es beim Optikdesign - unterschiedliche optische Gläser werden zu einem Objektiv verklebt. Wenn bei der Sterilisation das Endoskop auf zirka 140 Grad erhitzt wird und dann schlagartig wieder auf Raumtemperatur abkühlt, dann dehnen sich diese Gläser unterschiedlich stark aus und die Klebschichten, die ja nur zwischen fünf bis zehn Mikrometer stark sind, müssen das erstmal überleben.

COMPAMED.de: Sie haben aber auch eine Lösung zu genau diesem Problem entwickelt.

Gesang: Ja, die Theorie, die dahinter steckt, hat mit den Spannungen zu tun. Eine Klebung besitzt eine innere Spannung und die Temperatur wirkt noch einmal als äußere Spannung. Wir dachten uns: Je weniger innere Spannung existiert, desto mehr äußere müsste die Klebeschicht aushalten. Wir haben experimentiert und simuliert und Materialien und Härteprozesse ausprobiert, bis wir eine thermoschockstabile Klebung hatten, das heißt eine, deren innere Spannung ausreichend abgesenkt war.

COMPAMED.de: Gerade für Anwendungen in der Medizin braucht es spezielle Kleber, wenn sie im Innern des Menschen zum Einsatz kommen sollen. Man denke nur an Insulinpumpen, Cochlea-Implantate oder Augen-Innendrucksensoren. Gibt es denn ausreichend biokompatible Kleber?

Gesang: Tatsächlich ist es schwierig biokompatible Kleber zu finden. An einen Haftstoff werden sowieso schon viele verschiedene Anforderungen gestellt: Er darf nicht zu flüssig sein, aber auch nicht zu fest, er soll durchsichtig sein und so weiter. Oft gehen schon viele Monate Arbeit drauf, um einen Hersteller zu finden, der überhaupt einen geeigneten Kleber produziert. Und es gibt einfach zu wenig Hersteller, die biokompatible Varianten produzieren. Der Bedarf übertrifft das Angebot bei weitem, es gibt da noch viel Marktpotential.

COMPAMED.de: Was für eine Zukunft sagen Sie dem Mikrokleben voraus?

Gesang: Eine gigantische! Die Materialien, die zu verkleben sind, werden immer vielfältiger, die Miniaturisierung nimmt immer weiter zu. Da gibt es in vielen Fällen einfach keine andere Möglichkeit des Zusammenfügens als durch Mikrokleben.

Das Interview führte Wiebke Heiss
COMPAMED.de