Der Clingfish-Effekt

Hennef. An der nordamerikanischen Pazifikküste prallt die Brandung unermüdlich gegen Felsen und Klippen. Wasser schießt in Ritzen, läuft ab und kommt mit der nächsten Welle wieder. Hier hält der Northern Clingfish den Gezeiten stand. Der kleine, unscheinbare Meeresbewohner ist ein Haftakrobat: Mit seiner Saugscheibe am Bauch hält er sich selbst dann an Oberflächen fest, wenn Kräfte bis zum 230-Fachen seines Körpergewichts an ihm zerren. 

Petra Ditsche wollte wissen, wie das möglich ist. „Mich hat fasziniert, dass der Clingfish einen Saugnapf besitzt, der nicht nur auf glatten, sondern auch auf rauen Oberflächen funktioniert“, sagt die Naturwissenschaftlerin. Zunächst wollte sie verstehen, wie der Fisch das macht. Erst viel später sollte sie sich die Natur zum Vorbild nehmen. Sie entwickelte einen Saugnapf für strukturierte Oberflächen und gründete auf dieser Idee ein Unternehmen: ClingTech Bionics.

Vom Rätsel zur Anwendung

Bionik nennen Fachleute das Prinzip, biologische Lösungen auf technische Anwendungen zu übertragen. Die Gewässerbiologin Ditsche kam damit erstmals an der Universität Bonn intensiv in Berührung. Dort promovierte sie bei Professor Wilhelm Barthlott – dem Entdecker des berühmten Lotuseffekts. Der entscheidende Schritt folgte in den USA: Während eines Forschungsaufenthalts dort Anfang der 2010er Jahre untersuchte Ditsche den Northern Clingfish. Jenes Lebewesen, das später zur Vorlage für ihre Entwicklung werden sollte. 

Zu dieser Zeit war sie vor allem Wissenschaftlerin. „Zunächst stand ganz klar die Forschung im Vordergrund“, sagt die heutige Unternehmerin. Sie habe damals nicht an Produkte oder Märkte gedacht. Sie wollte ein Rätsel lösen: Wie schafft es ein Fisch, sich dort festzusaugen, wo Wellen zerren und der Untergrund kaum Halt verspricht? „Die Frage, wie man das technisch nutzen kann, stellte sich erst später.“

Das Prinzip hinter dem Halt 

Aber wie hält sich der Clingfish denn nun fest? Sein Trick ist eine Mischung aus Stabilität und Weichheit: Ein fester Rahmen – das Skelett – gibt Halt, während der Saugnapf am Bauchrand sehr nachgiebig ist. Dank winziger Papillen und feinster Filamente schmiegt er sich an Rillen und kleine Erhebungen und verschließt sie. Die Kontaktfläche am Rand wirkt zudem wie ein Anti-Rutsch-Belag, der Reibung erzeugt und damit höheren Belastungen standhält. 

Als sie herausgefunden hatte, wie das Saugorgan des Fischs funktioniert, begann der nächste Schritt. Aus der Frage nach der technischen Umsetzung wurde ein Versuch, aus dem Experiment ein Prototyp. „Es gab viele Vor-Vor-Prototypen“, sagt Ditsche. „Und am Ende habe ich die Lösung gefunden.“ 

Aus Medieninteresse wird Marktinteresse

Das Projekt machte Schlagzeilen, auch außerhalb der Fachwelt. Fernsehteams kamen zum Dreh vorbei. Wissenschaftssendungen berichteten. Und sogar  „National Geographic for Kids“ griff den Haftfisch auf. Doch erst Jahre später bekam die Geschichte eine neue Wendung. „Plötzlich kamen Anfragen: Was ist daraus geworden? Kann man die Teile irgendwo kaufen?“, erinnert sich Ditsche. Die Motive waren unterschiedlich: Forschende wollten Meerestiere „taggen“, also kleine Sender an ihnen befestigen. Firmen suchten nach Lösungen für schwierige Oberflächen. „Die kurioseste Frage war, ob man mit den Saugnäpfen ein Flugzeug in Alaska auf dem Eis landen könne“, berichtet die Biologin. 

Vom Fisch zur Firma

Mit den Anfragen verschob sich ihr Blick. Die Tricks des Haftfischs erregten nicht nur wissenschaftliches Interesse – sie bieten eine Lösung für einen bestehenden Bedarf. Und damit einen Markt. Die Forscherin ging den nächsten Schritt und gründete. Auf dem Weg in die Serienfertigung warten allerdings viele Hürden. Material, Fertigungspartner, bürokratische Anforderungen – so vieles musste bedacht werden. 

Was dabei herausgekommen ist, trägt den Namen „ClingCup“, passt in eine Hand und hält erstaunlich viel aus: bis zu 25 Kilogramm Abziehkraft. Der Saugnapf besteht aus Elastomeren und weiteren Komponenten. Viel mehr will Ditsche nicht verraten. Zwar ist das Prinzip patentiert, „aber für eine kleine Firma ist das immer mit Risiko behaftet“, betont Ditsche.  

Achtung! (Keine) Rutschgefahr

Um wo lässt sich der ClingCup verwenden? Überall dort, wo gewöhnliche Saugnäpfe kapitulieren. Eine Voraussetzung gibt es allerdings: Der Untergrund muss, unabhängig von der Oberflächenstruktur, luftundurchlässig sein. Beim Camping etwa lassen sich damit mobile Solarpanels auf Hammerschlagoberflächen oder gewölbten Flächen am Fahrzeug befestigen. Sportfans nutzen das Prinzip für Halterungen von Action-Cams, zum Beispiel auf Bodyboards oder Helmen. Auch im Pool funktioniert das Prinzip – sogar unter Wasser. Wer testen will, wie viel Struktur der Saugnapf verzeiht, muss nur damit einen schweren Pflasterstein heben. 

Bislang sind das alles sogenannte passive Sauger: Man kann sie andrücken, halten und irgendwann lösen. Für die Industrie arbeitet Ditsche – gemeinsam mit der J. Schmalz GmbH, einem der Marktführer in der Automatisierung mit Vakuum – an aktiven Vakuum-Balgsauggreifern. Der„Clingfish-Effect“ soll so auch bei der Handhabung schwer abzudichtender Oberflächen wie sägerauem Holz helfen. Eine andere Baustelle sind empfindliche Produkte. Langfristig könnte das Prinzip in der Logisitik oder der Lebensmittelindustrie beim Greifen von Obst helfen, von Äpfeln über Pflaumen bis hin zu Orangen und Zitronen.

Und Ditsche denkt noch weiter. Raus aus der Nische, rein in den Alltag. Ihr Saugnapf soll am Ende so selbstverständlich werden wie Haken oder Schrauben. „Es wäre schön, wenn er in vielen Haushalten zu finden wäre, egal, wofür man ihn gerade braucht“, sagt sie und fügt hinzu: „Nur Spider-Man spielen sollte man damit besser nicht.“

ClingTech Bionics – die Fakten

ClingTech Bionics aus Hennef entwickelt Saugnäpfe für raue und unebene Oberflächen. Hinter dem Unternehmen steht die Gewässerbiologin, Erfinderin und Unternehmensgründerin Petra Ditsche, die den Haftmechanismus des Northern Clingfish technisch nutzbar machte. Produziert wird in Deutschland. Der „ClingCup“-Saugnapf besteht aus recycelbaren Materialien und wird unter Einsatz von mindestens 50  Prozent erneuerbarer Energie gefertigt.