Was mich antreibt – Kasseler Promovierende und ihre Themen

In meiner Dissertation beschäftige ich mit dem Kleben nichtrostender Stähle, beziehungsweise Edelstahl. Grundsätzlich hat das Metall einen tollen Vorteil: Edelstahl rostet nicht. Die Oberfläche ist nicht besonders reaktionsfreudig, weil sie durch die natürliche Chromoxidschicht geschützt wird. Doch der Nachteil ist: Auf Edelstahl lässt es sich schlecht kleben. Das wird dann beispielsweise in der Medizintechnik zum Problem.

Medizinische Geräte sind sehr teuer und müssen nach jeder OP aufwendig gereinigt werden. Während der Sterilisation im Autoklaven sind die Materialen Hitze, Druck und Dampf ausgesetzt, was sie sehr belastet. Zum Beispiel verbindet der Klebestoff bei einem Endoskop das Metallrohr aus Edelstahl mit der Saphirlinse. Die Behandlung im Autoklaven kann genau diese Klebstelle angreifen und das Gerät nimmt Schaden.

Hier setzt meine Arbeit an: Wie kann der Edelstahl vorbehandelt werden, damit die Klebungen unter hydrothermaler Beanspruchung alterungsbeständiger sind? Bei Klebungen kommt es auf viele Faktoren an, ob sie funktionieren oder eben nicht. Die Klebung ist abhängig von Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Druck – all das macht das Kleben zu einem sehr speziellen Prozess.

Für meine Arbeit habe ich die Metalloberfläche meiner Proben mit einem Laser behandelt. Dadurch konnte ich eine Oberflächenstruktur erzeugen, die sehr vorteilhaft für das Kleben ist, was die anschließende Zugscher-Probe zeigt. Bei der Zugscher-Probe werden die geklebten Metallproben so lange auseinandergezogen, bis sie kaputtgehen, sich die Klebung also löst.

Wie genau diese Mikrostrukturen funktionieren, weiß man noch nicht. Früher dachte man, die Oberfläche muss zum Kleben einfach rau sein. Es kann aber auch zu chemischen Wechselwirkungen auf atomarer Ebene kommen. Hier muss noch viel geforscht werden.

Meine Dissertation ist aus dem Projekt LaserPROMISE am Fachgebiet für Trennende und Fügende Fertigungsverfahren entstanden. Über meine HiWi-Tätigkeit bin ich zur Klebtechnik gekommen und hatte dann Spaß daran, tiefer wissenschaftlich an dem Thema zu arbeiten.