Der Froschhaftung auf der Spur

3. Juni 2006, 13:00
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Baumfrösche können an glatten Oberflächen problemlos haften - Umsetzung auf Autoreifen als Ziel

Cambridge/Aachen - Ein internationales Forscherteam ist dem Geheimnis der Haftung von Baumfröschen auf die Spur gekommen. Demnach sind die kleinen Quaker mit High-Tech-Beinchen ausgestattet, die ihnen problemlos das Haften an glatten Oberflächen ermöglicht. Die Wissenschaftler wollen dieses Wissen nun auch im täglichen Leben anwenden und Autoreifen entwickeln, die exzellente bisher ungeahnte Eigenschaften besitzen. In der jüngsten Ausgabe des "Journal of The Royal Society Interface" berichten die Forscher über die Tricks der Amphibien.

Die Fähigkeiten der Baumfrösche sind tatsächlich unglaublich: Sie klettern mühelos an glatten Oberflächen auf und ab. "Das Geheimnis der Haftbarkeit liegt nicht wie ursprünglich angenommen in der Flüssigkeit, die von den Füßchen als Sekret abgegeben wird, sondern in der Struktur von hexagonalen Zellen mit kleinen Kanälchen dazwischen", erklärt Werner Baumgartner, vom Department für zelluläre Neurobionik am Institut für Biologie der RWTH-Aachen im pressetext-Interview. Was die Wissenschaftler so begeistert, sei die Tatsache, dass diese Haftung ohne jegliche Kraftanwendung gelöst werden könne. Baumgartner, der Experte für Mechatronik ist, ist von der Vorstellung fasziniert, diese Eigenschaften für zukünftige Hightech-Produkte wie etwa einen Autoreifen umzusetzen. "Der Reifen hätte eine geringe Rollreibung und optimale Laufeigenschaften", so der Wissenschaftler.

Irrtum und Aufklärung

Was ist nun die Neuigkeit am Forschungsergebnis? "Bisher waren wir davon ausgegangen, dass die Haftungswirkung der Froschfüßchen auf der Kapillarwirkung basiert. Das hat sich allerdings als Irrtum herausgestellt", so Baumgartner. Der Wissenschaftler hat sich damit beschäftigt, die Haftflüssigkeit der Füßchen genauer unter die Lupe zu nehmen. Dabei ist ihm aufgefallen, dass es sich dabei um kein Schleimsekret handelt. "Die Flüssigkeit entsprach einer wässrigen Lösung. Daraus konnten wir ableiten, dass die Haftung nicht über die Flüssigkeit erfolgte", erklärt der Forscher. "Ein allzu dickflüssiges Sekret würde dem Tier außerdem das Springen erschweren."

Bis aus der Struktur ein fertiges Produkt hergestellt werden kann, wird aber noch einige Zeit vergehen. "Wenn der Mechanismus tatsächlich so funktioniert, wäre der Nutzen groß", meint Baumgartner. Allerdings habe die Biologie der Technik immer sehr viel voraus. "Man denke nur an das Beispiel des schlagenden Herzens: Eine einfache Pumpe, die 80 oder gar 90 Jahre lang ohne Pause arbeitet. Der Service erfolgt durch eine permanente Zellregeneration", führt der Forscher aus. Kommen solche Parameter noch hinzu, sei es praktisch unmöglich sie nachzuahmen. "Ob die Froschfüßchen tatsächlich so funktionieren, wie wir das festgestellt haben, wird sich dann im vergrößerten Modell zeigen."

Skalierung

Ein weiteres Problem bis zur tatsächlichen Anwendung ist auch die Skalierung. Der Zoologe Jon Barnes von der University of Glasgow und ebenfalls Autor der Studie formuliert das Problem so: "Automobile sind ein schönes Stück größer als Baumfrösche. Wenn etwas im Mikro-Mikrobereich funktioniert, bleibt es fraglich, ob das auch im 100-fach größeren Bereich immer noch so geht." Es könnte gut gehen, räumt Barnes ein. Eines sei aber klar, in kleineren Anwendungsbereichen könne das Wissen aus dem Tierreich sicherlich gut verwertet werden. (pte)

Abstract

Journal of The Royal Society Interface: Wet but not slippery: boundary friction in tree frog adhesive toe pads
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