Montanuni Leoben fühlt dem Wurm auf den Zahn

11. Oktober 2002, 18:55
1 Posting

Die 1,5 Millimeter langen Beißerchen von Glycera dibranchiata enthalten ungewöhnliche Kupfereinlagerungen

Graz - Gemeinsam mit Wissenschaftern der University of California, Santa Barbara, USA, untersucht das Institut für Metallphysik der Leobener Montanuniversität kannibalische Würmer, deren Kupfereinlagerungen in den Zähnen metallurgisch von hohem Interesse sind. Das angesehene Wissenschaftsmagazin "Science" publizierte nun die Ergebnisse über die Erforschung des einzigartigen biologisch geformten Kupferminerals.

Interessante Zähne

Nicht das aggressive, räuberische Verhalten der Meereswürmer (Glycera dibranchiata), sondern die noch viel überraschendere mineralische Zusammensetzung der Zähne dieser Lebewesen von der Größe eines Regenswurms stand im Mittelpunkt der Studien unter Beteiligung der Montanuni. In der eben erschienenen Oktober- Ausgabe des Wissenschaftsmagazins "Science" werden die Ergebnisse des interdisziplinären Forschungsprojektes unter dem Titel "High Abrasion Resistance with Sparse Mineralization: Copper Biomineral in Worm Jaws" publiziert.

In den 1,5 Millimeter großen Zähnen des Wurmes fanden sich Einlagerungen von Kupfer, teilweise in Form eines sehr seltenen Minerals. Ein wichtiger Teil des Projekts war zu zeigen, wie die Kupfereinlagerungen die Materialeigenschaften der Zähne deutlich verbessern.

Das Projekt

Das Projekt ist seit Ende 2001 eine Zusammenarbeit von zwei Instituten der University of California und des Institutes für Metallphysik der Montanuni Leoben. Die Initiative der wissenschaftlichen Kooperation ging von Helga Lichtenegger aus, einer ehemaligen Doktoratsstudentin bei Professor Peter Fratzl an der Montanuni, die nun Mitarbeiterin des Chemie- und Biochemie-Institutes der University of California ist. Zumal das Leobener Institut für Metallphysik eines der wenigen wissenschaftlichen Einrichtungen mit einem nano-mechanischen Labor ist, richtete Lichtenegger einen "Hilferuf" nach Leoben. Dort führte Thomas Schöberl die mechanischen Untersuchungen durch und bewies die Rolle der Kupfereinlagerungen für die außergewöhnlichen Eigenschaften der Zähne.

"Wir wären froh, wenn wir ein derartiges Material künstlich herstellen könnten"

Das Kupfer in den vier Zähnen des Glycera dibranchiata sorgt gleichzeitig für Elastizität und Härte mit dem Vorteil, dass sie nicht so spröde wie menschliche Zähne sind und dabei eine hohe Verschleißfestigkeit aufweisen. "Wir wären froh, wenn wir ein derartiges Material künstlich herstellen könnten", so Schöberl. Das sei allerdings ein langfristiges Unterfangen, kurz- bis mittelfristig könne man aber quasi biomimetisch von der Raffinesse des architektonischen Aufbaus des Minerals lernen.

Erste Hinweise auf Kupfereinlagerungen bei den im Nordatlantik auftretenden Würmern, die etwas größer als Regenwürmer sind, gehen auf das Jahr 1980 zurück. Damals vermutete man allerdings noch, eine Folge der globalen Meeresverschmutzung gefunden zu haben. Die Forschungsergebnisse des Wissenschaftlerteams aus Kalifornien und Leoben belegen jedoch, dass das Kupfer im Zahnmaterial zum biologischen Bauplan gehört, völlig unabhängig vom Metallgehalt des Meerwassers.

Natürliche Baustoffe im Blickpunkt

Das Leobener Institut für Metallphysik, das gleichzeitig als Institut für Materialwissenschaft der Akademie der Wissenschaften geführt wird, beschäftigt sich eingehend mit biologischen Materialien als "Vorbilder" für Werkstoffe. Aktuelle Forschungen gelten den mechanischen Eigenschaften von menschlichen Knochen und Holz. (APA)

"Science"

Weitere Informationen sind erhältlich über das Institut für Metallphysik der Montanuniversität Leoben, Tel. 03842/ 804-513
  • Bild nicht mehr verfügbar

    Glycera dibranchiata

Share if you care.