Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Seegurken liefern Ideen für High-Tech-Material

11.03.2008
Bionik: Natur als unendliche Fundgrube für spezielle Anwendungen

Seegurken haben die erstaunliche Fähigkeit, innerhalb kürzester Zeit ihre weiche Haut in eine harte steife Oberfläche zu verwandeln, wenn sie bedroht werden. Forscher haben nun das Geheimnis der Seegurkenhaut gelüftet und ein Material erzeugt, das genau auf diesem Wirkprinzip basiert, berichtet das Wissenschaftsmagazin Science. Die Anwendungen für dieses Material sind mannigfaltig und reichen von Elektroden für ein künstliches Nervensystem bis hin zu neuartigen Prothesen.

Der Materialwissenschaftler Christoph Weder von der Case Western Reserve University in Cleveland hat gemeinsam mit seinem Team ein Nanokomposit - das sind Verbundwerkstoffe mit Teilchen im Nanobereich - nach Vorbild der Seegurkenhaut entwickelt. Die Wissenschaftler haben dazu Forschungsergebnisse aus vorangegangenen Untersuchungen von Meeresbiologen genommen, die den Trick der Seegurken bereits gelüftet hatten. In der Haut der Tiere sind starre Nanofasern aus Kollagen in weiches Gewebe eingebettet. Spezielle chemische Substanzen, die das Nervensystem absondert, lässt die Haut der Tiere plötzlich steif werden. Diese Stoffe kontrollieren demnach die Wechselwirkung zwischen den Nanofasern.

Für das künstlich nachgebaute Nanokomposit haben die Forscher einen Kunststoff verwendet, in den Nanofasern aus Zellulose eingebettet sind. Die Fasern kleben an Knotenpunkten zusammen und bilden so ein festes Netzwerk. Das Wasser spielt allerdings im gesamten Kreislauf der Steifigkeit eine wichtige Rolle, denn es agiert sozusagen als chemischer Schalter. Kommt das Nanokomposit mit Wasser in Berührung, saugt es davon ein wenig auf. "Die Wassermoleküle lösen die Klebstellen zwischen den Nanofasern auf", so Weder. Das Material werde dadurch etwa tausendmal weicher.

... mehr zu:
»Nanofaser »Nanokomposit

Substanzen, die auf diese Weise mit Wasser chemisch schaltbar sind, lassen sich vor allem in der Medizin anwenden. Als erste Anwendung wollen die Forscher daraus Mikroelektroden herstellen, die ein Teil eines künstlichen Nervensystems sein könnten und beispielsweise bei Parkinson-Patienten eingesetzt werden. Bisher scheiterten solche Versuche mit implantierten Mikroelektroden daran, dass das steife Material offensichtlich das weiche Hirngewebe schädigt. Elektroden aus dem Nanokomposit wären zwar beim Implantieren hart, würden dann allerdings weicher werden. Die ersten Untersuchungen zur Biokompatibilität waren jedenfalls viel versprechend, berichten die Forscher. Weder überlegt sich auch den Schaltvorgang von hart zu weich auf elektrisch schaltbare Materialien auszudehnen.

"Das ist eine hervorragende bionische Anwendung", meint der Bionik-Experte Stanislav Gorb von der Evolutionary Biomaterials Group am Max-Planck-Institut für Metallforschung im pressetext-Gespräch. Er selbst kenne diese Gewebe der Stachelhäuter - zu denen auch die Seegurken und Seesterne gehören - und ihre besonderen Eigenschaften. Bionik kombiniert die Begriffe "Biologie" und "Technik miteinander". Als Wissenschaft beschäftigt sie sich mit der Anwendung von "Naturerfindungen" und ihrer innovativen Umsetzung in der Technik.

Wolfgang Weitlaner | pressetext.austria
Weitere Informationen:
http://www.case.edu
http://www.mf.mpg.de

Weitere Berichte zu: Nanofaser Nanokomposit

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Hält die Klebung?
29.05.2017 | Technische Hochschule Mittelhessen

nachricht Wussten Sie, dass Verpackungen durch Flash Systeme intelligent werden?
23.05.2017 | Heraeus Noblelight GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Neue Methode zur Charakterisierung von Graphen

Wissenschaftler haben eine neue Methode entwickelt, um die Eigenschaften von Graphen ohne das Anlegen störender elektrischer Kontakte zu charakterisieren. Damit lassen sich gleichzeitig der Widerstand und die Quantenkapazität von Graphen sowie von anderen zweidimensionalen Materialien untersuchen. Dies berichten Forscher vom Swiss Nanoscience Institute und Departement Physik der Universität Basel im Wissenschaftsjournal «Physical Review Applied».

Graphen besteht aus einer einzigen Lage von Kohlenstoffatomen. Es ist transparent, härter als Diamant, stärker als Stahl, dabei aber flexibel und ein deutlich...

Im Focus: New Method of Characterizing Graphene

Scientists have developed a new method of characterizing graphene’s properties without applying disruptive electrical contacts, allowing them to investigate both the resistance and quantum capacitance of graphene and other two-dimensional materials. Researchers from the Swiss Nanoscience Institute and the University of Basel’s Department of Physics reported their findings in the journal Physical Review Applied.

Graphene consists of a single layer of carbon atoms. It is transparent, harder than diamond and stronger than steel, yet flexible, and a significantly better...

Im Focus: Detaillierter Blick auf molekularen Gifttransporter

Transportproteine in unseren Körperzellen schützen uns vor gewissen Vergiftungen. Forschende der ETH Zürich und der Universität Basel haben nun die hochaufgelöste dreidimensionale Struktur eines bedeutenden menschlichen Transportproteins aufgeklärt. Langfristig könnte dies helfen, neue Medikamente zu entwickeln.

Fast alle Lebewesen haben im Lauf der Evolution Mechanismen entwickelt, um Giftstoffe, die ins Innere ihrer Zellen gelangt sind, wieder loszuwerden: In der...

Im Focus: Neue Methode für die Datenübertragung mit Licht

Der steigende Bedarf an schneller, leistungsfähiger Datenübertragung erfordert die Entwicklung neuer Verfahren zur verlustarmen und störungsfreien Übermittlung von optischen Informationssignalen. Wissenschaftler der Universität Johannesburg, des Instituts für Angewandte Optik der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) präsentieren im Fachblatt „Journal of Optics“ eine neue Möglichkeit, glasfaserbasierte und kabellose optische Datenübertragung effizient miteinander zu verbinden.

Dank des Internets können wir in Sekundenbruchteilen mit Menschen rund um den Globus in Kontakt treten. Damit die Kommunikation reibungslos funktioniert,...

Im Focus: Strathclyde-led research develops world's highest gain high-power laser amplifier

The world's highest gain high power laser amplifier - by many orders of magnitude - has been developed in research led at the University of Strathclyde.

The researchers demonstrated the feasibility of using plasma to amplify short laser pulses of picojoule-level energy up to 100 millijoules, which is a 'gain'...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Wissenschaftsforum Chemie 2017

30.05.2017 | Veranstaltungen

Erfolgsfaktor Digitalisierung

30.05.2017 | Veranstaltungen

Lebensdauer alternder Brücken - prüfen und vorausschauen

29.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Neue Methode zur Charakterisierung von Graphen

30.05.2017 | Physik Astronomie

Riesenfresszellen steuern die Entwicklung von Nerven und Blutgefäßen im Gehirn

30.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Nano-U-Boot mit Selbstzerstörungs-Mechanismus

30.05.2017 | Biowissenschaften Chemie