Forscher wollen von Spinnen Umgang mit klebrigen Fasern lernen
Die Biomimetik versucht, Problemlösungen aus der Natur technisch umzusetzen. In einem mit drei Millionen Euro geförderten EU-Projekt wollen Wissenschaftler die Nanostrukturen an den Beinen von Spinnen nachahmen, um besser mit klebrigen Nanofasern umgehen zu können.
Nanofasern sind moderne Werkstoffe mit einer Vielzahl potenzieller Anwendungen. Bisher kommen sie vor allem zur Herstellung besonders feiner Luftfilter zum Einsatz. Sie lassen sich jedoch auch zu Membranen für Brennstoffzellen oder medizinische Filter für Allergene verarbeiten.
Allerdings ist ihre Handhabung mit einem grundlegenden Problem verbunden: Sie bleiben an praktisch jeder Oberfläche kleben. Klassische Verarbeitungsmethoden aus der Textilindustrie wie etwa ein simples Aufwickeln auf eine Spule werden dadurch unmöglich.
«Je dünner eine Faser ist, desto dominanter werden die Van-der-Waals-Kräfte, die sie an andere Objekte binden», erklärt Johannes Heitz vom Institut für Angewandte Physik der Universität Linz gegenüber der österreichischen Nachrichtenagentur APA. «Das sind die selben Kräfte, die es auch Geckos ermöglichen, glatte Wände hochzulaufen.»
Im EU-Projekt «BioCombs4Nanofibers», das Heitz gemeinsam mit Werner Baumgartner, dem Leiter des Instituts für Medizin- und Biomechatronik der Universität Linz koordiniert, lassen sich die Forscher nun von den wahren Experten im Umgang mit Nanofasern inspirieren: cribellate Spinnen.
Wie Spinnen das Klebenbleiben verhindern
Im Gegensatz zu ecribellaten Spinnen, die für den Beutefang Tröpfchen mit Klebstoff auf ihre Fäden aufbringen, umwickeln die cribellaten Spinnen ihre Fangfäden mit einer Wolle aus Nanofasern, die aufgrund der Van-der-Waals-Kräfte von sich aus klebt.
Dass die Tiere nicht selber an der Nanowolle kleben bleiben, dürfte nach Ansicht der Forscher an einer abweisenden Nanostruktur auf den Kämmen ihrer Hinterbeine liegen, mit den denen sie die Nanowolle bearbeiten. «Diese Strukturen wollen wir im aktuellen Projekt auf technische Oberflächen übertragen», sagt Heitz. (dfr/sda/apa)
