Was gibt Geckofüssen ihren erstaunlichen Halt?
Forscher haben entschlüsselt, wie Geckos an glatten Flächen haften. Die Erkenntnisse könnten technische Innovationen ermöglichen.
Geckos sind für ihre griffigen Füße bekannt, mit denen sie vertikale Oberflächen erklimmen können.
Diese Superkraft verdanken sie Millionen von mikroskopisch kleinen, haarähnlichen Strukturen auf ihren Zehen. Wissenschaftler haben die Adhäsion von Geckos bereits verstanden, aber jetzt haben sie ein klareres Bild von den molekularen Strukturen, die den Tieren ihre Griffigkeit verleihen.
In einer Studie des National Institute of Standards and Technology (NIST) analysierten die Forscher die Setae mit Hilfe von Röntgenstrahlen, die als Synchrotron bezeichnet werden. Die Experten entdeckten, dass die Strukturen mit einem hauchdünnen Film aus wasserabweisenden Lipidmolekülen überzogen sind.
Die Setae sind flexibel und passen sich den mikroskopischen Konturen jeder Oberfläche an, die der Gecko erklimmt. Um seinen Fuss freizugeben, verändert der Gecko den Winkel der Setae, wodurch diese Kräfte unterbrochen werden und das Tier seinen nächsten Schritt machen kann.
Die Setae bestehen aus einem Keratinprotein, das dem menschlichen Haar und den Fingernägeln ähnelt, die extrem empfindlich sind. Diese Keratinfasern sind in Richtung der Sethes ausgerichtet, was ihnen helfen könnte, Abrieb zu widerstehen.
«Man kann sich Gecko-Stiefel vorstellen, die auf nassen Oberflächen nicht ausrutschen, oder Gecko-Handschuhe zum Festhalten von Werkzeugen, die nass sind«, sagte der NIST-Physiker und Mitautor der Studie Dan Fischer. «Oder ein Fahrzeug, das Wände hochfahren kann, oder ein Roboter, der an Stromleitungen entlangfahren und sie inspizieren kann.«
Das NIST-Synchrotronmikroskop kann Moleküle auf der Oberfläche eines dreidimensionalen Objekts eindeutig identifizieren, ihre Ausrichtung messen und ihre Position kartieren. Es befindet sich im Brookhaven National Laboratory des US-Energieministeriums, wo die Nationale Synchrotronlichtquelle II eine Quelle für hochenergetische Röntgenstrahlen zur Beleuchtung bereitstellt.
Dieses Mikroskop wird in der Regel für fortschrittliche industrielle Materialien wie Batterien, Halbleiter, Solarzellen und medizinische Geräte verwendet. «Aber es ist faszinierend, herauszufinden, wie Geckofüsse funktionieren, und wir können viel von der Natur lernen, wenn es darum geht, unsere eigene Technologie zu verbessern», so Fischer.
«Es war bereits viel darüber bekannt, wie die Seten mechanisch funktionieren«, sagte Studienmitautor Cherno Jaye. «Jetzt verstehen wir besser, wie sie in Bezug auf ihre molekulare Struktur funktionieren.»
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