Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Bionikforschung an der Kieler Universität: "Der Käfer macht es uns vor"

09.08.2012
Insekten sind wahre Meister, wenn es darum geht, an trockenen Oberflächen entlang zu spazieren. Aber in der Natur wird es auch oft genug feucht. Pflanzen können besonders nach einem Regenschauer längere Zeit von Wasser bedeckt sein.
Bionik-Experte Gorb von der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) und Materialwissenschaftlerin Hosoda vom National Institute for Material Science, Japan, haben die Eigenschaft von terrestrischen Blattkäfern, die sich unter Wasser fortbewegen können, analysiert. Dem Käferprinzip folgend entwickelten sie ein künstliches Material, das unter Wasser an Festkörpern haftet.

Der Grüne Sauerampferkäfer (Gastrophysa viridula) ist Vorbild für ein neues Material in der Bionik. Es kann genauso wie das Insekt unter Wasser an Oberflächen haften.
Copyright: CAU, Foto: Stanislav Gorb

http://www.uni-kiel.de/aktuell/pm/2012/2012-227-unterwasser.shtml

Insekten sind wahre Meister, wenn es darum geht, an trockenen Oberflächen entlang zu spazieren. Aber in der Natur wird es auch oft genug feucht. Pflanzen können besonders nach einem Regenschauer längere Zeit von Wasser bedeckt sein. Bionik-Experte Professor Stanislav Gorb von der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) und Materialwissenschaftlerin Professorin Naoe Hosoda vom National Institute for Material Science, Japan, haben die herausragende Eigenschaft von terrestrischen Blattkäfern, die sich unter Wasser fortbewegen können, analysiert. Dem Käferprinzip folgend entwickelten sie ein künstliches Material, das unter Wasser an Festkörpern haftet. Die Ergebnisse sind in der heutigen online-Ausgabe, 8. August, der Fachzeitschrift „Proceedings of the Royal Society B” veröffentlicht.

„Das war eine sehr schöne Zusammenarbeit mit Frau Hosoda“, berichtet Gorb. „Es ist allgemein bekannt, dass man an der Luft zwei Festkörper mithilfe von Wasser zum Haften bringen kann. Wie ein Blatt Papier, das auf dem Tisch kleben bleibt, wenn es nass wird.“ Die Oberflächenspannung der Flüssigkeit an der Grenzfläche zwischen Luft, Flüssigkeit und Festkörper, genannt Kapillarkraft, machen sich auch Insekten zunutze. Anstelle von Wasser kleben sie mithilfe von Öl an ihren Fußhärchen auf Oberflächen.

„Das gleiche Prinzip unter Wasser bleibt eine spannende Perspektive, denn ohne Luft können die Kapillarkräfte nicht wirken. Der Käfer macht es uns vor. Er nimmt einfach Luftblasen mit unter Wasser“, so Gorb weiter. Mit der eingeschlossenen Luft zwischen ihren Fußhärchen schafft der Käfer genau die Grenzfläche zwischen Luft, Flüssigkeit und Festkörper, die auch für eine Haftung unter Wasser notwendig ist. Bedingung ist allerdings, dass die Oberfläche, auf der der Käfer laufen will, in einem bestimmten Maße wasserabweisend ist. Das sei allerdings in der Natur oft der Fall. Allein die Oberseite von Blättern sei häufig etwas hydrophob, erklärt der Kieler Wissenschaftler.

Gorb: „Von dieser Idee inspiriert haben wir eine künstliche Silikon-Polymer-Struktur hergestellt, die die Eigenschaften der Unterwasserhaftung des Käfers imitiert.“ Die Herausforderung dabei war, dass das Material die Luft unter Wasser halten muss. Die Lösung liegt in einer Mikrostruktur, welche ähnlich wie die Käferhärchen Luftblasen halten kann. Damit ist ein Material geschaffen, dass ohne Klebstoff unter Wasser an Festkörpern haftet. Mögliche Anwendungsgebiete seien Unterwasseroptik, aber auch jede Art von Unterwassertechnik.

Originalpublikation:
http://rspb.royalsocietypublishing.org/content/early/2012/07/31/rspb.2012.1297.f...

doi:10.1098/rspb.2012.1297

Bilder stehen zum Download bereit:
http://www.uni-kiel.de/download/pm/2012/2012-227-1.jpg
Bildunterschrift: Der Grüne Sauerampferkäfer (Gastrophysa viridula) ist Vorbild für ein neues Material in der Bionik. Es kann genauso wie das Insekt unter Wasser an Oberflächen haften.

Copyright: CAU, Foto: Stanislav Gorb

http://www.uni-kiel.de/download/pm/2012/2012-227-2.jpg
Bildunterschrift: Das Käfergeheimnis sind die Härchen an den Füßen. Hier eine Aufnahme im Kieler Rasterelektronenmikroskop. Die Enden der Härchen sind ca. 5 Mikrometer breit.

Copyright: CAU, Stanislav Gorb

http://www.uni-kiel.de/download/pm/2012/2012-227-3.jpg
Bildunterschrift: Oben: Der Käfer unter Wasser haftet an einer Oberfläche; Mitte: Aufnahme des Käferfußes von unten. Links ist er an der Luft, rechts unter Wasser. Die einzelnen Härchen haften am Untergrund; Unten: Die neu entwickelte Silikon-Polymer-Struktur ist unter dem Spielzeugauto angebracht. Das Material lässt das Auto am Glas unter Wasser haften.

Copyright: CAU, Quelle: Stanislav Gorb und Naoe Hosoda

Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Presse und Kommunikation, Dr. Boris Pawlowski, Text: Claudia Eulitz
Postanschrift: D-24098 Kiel, Telefon: (0431) 880-2104, Telefax: (0431) 880-1355
E-Mail: presse@uv.uni-kiel.de, Internet: http://www.uni-kiel.de

Dr. Boris Pawlowski | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-kiel.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Designerviren stacheln Immunabwehr gegen Krebszellen an
26.05.2017 | Universität Basel

nachricht Wachstumsmechanismus der Pilze entschlüsselt
26.05.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften