Schnelle und unkomplizierte Technologien sind im Bauwesen von großer praktischer Bedeutung. Die Direktbefestigung hat sich als erfolgreiche Methode zur Befestigung funktionaler und optischer Elemente an Untergrundmaterialien wie Beton und Stahl etabliert. Eine Möglichkeit, die Befestigungsqualität und damit die Sicherheit im Bauwesen zu verbessern, liegt in der physikalischen Optimierung der Befestigungselemente. Das gilt insbesondere für die Befestigung an hochfesten Materialien. Zur Findung geeigneter Materialsysteme, die die üblichen bainitischen Befestigungselemente übertreffen sollen, wurden neuartige Konzepte für Nägel erstellt und anhand von Prototypen getestet. Erstmals wurde Stahl als Nagelmaterial in der Direktbefestigung durch andere Materialien ersetzt. Nägel aus Siliziumnitrid und aus metallischem Glas auf Fe-Basis versagten überwiegend während des Eindringens. Einzelne erfolgreiche Setzungen wurden für beide Materialien beobachtet. Nägel aus Hartmetall (WC/Co) wurden erfolgreich in hochfeste Stähle gesetzt, wobei Haltekräfte jedoch eine starke Streuung zeigten. Hartmetallnägel stellten sich für die Befestigung an Beton als unwirksam heraus, aber die Kombination aus Hartmetallspitze und Stahlschaft wirkt zukunftsweisend. Darüber hinaus erwies sich das Konzept einer NiTi-Formgedächtnislegierung, die auf den Nagelschaft aufgebracht wurde, um die Verankerung in Beton zu verbessern, als schwierig. Das Konzept wurde optimiert und ein gutes Verständnis für das Verhalten von genuteten Nägeln entwickelt.