Lotus-Effekt bei Geckos

Klebeband, das niemals seine Klebkraft verliert. Pflaster, die sich ohne Schmerzen leicht wieder ablösen lassen – dies sind nur zwei der Anwendungen, zu denen die Füße des Geckos der Schlüssel sein könnten. Amerikanische Biologen haben jetzt untersucht, warum die Füße des kleinen Reptils trotz ihrer Haftfähigkeit so sauber bleiben.

{1l}

“Wie Geckos es schaffen, ihre Füße sauber zu halten, während sie mit klebrigen Füßen umherlaufen war bisher den Wissenschaftlern ein Rätsel“, erklärt Kellar Autumn, Biologieprofessor am Lewis & Clark College in Portland. „Geckos putzen ihre Füße nicht und diese sind viel zu klebrig, als dass sie den Schmutz einfach abschütteln könnten. Normale Klebebänder werden einfach immer schmutziger, aber wir haben festgestellt, dass die Füße des Geckos immer sauberer werden, je häufiger sie benutzt werden.“

In einer neue Studie entdeckte Autumn, dass die mikroskopisch kleinen Hafthärchen, Setae, an den Füßen der kleinen Echse, nicht nur eine schier unglaubliche Klebwirkung entfalten, sondern auch zu den ersten bekannten selbstreinigenden Haftvorrichtungen gehören könnten. Selbst Setae, die isoliert im Labor getestet wurden, reinigten sich durch Gebrauch wie von selbst.

Ein interdisziplinäres Forscherteam hatte bereits zuvor die Annahme bestätigt, dass die erstaunlichen Kletterfähigkeiten der Geckos durch schwache molekulare Anziehungskräfte, die so genannten Van der Waalschen Kräfte, in ihren Füßen möglich werden. Damit wurde gleichzeitig ein früheres Modell widerlegt, nachdem die Anziehungskräfte von Wassermolekülen dafür verantwortlich sein sollten. Stattdessen demonstrierten Autumn und sein Team, dass die Geometrie der feinen Haare am Geckofuß die entscheidende Haftung bringen.

Die Setae auf der Sohle der Geckofüße sind nur so lang wie der doppelte Durchmesser eines menschlichen Haares – gerade einmal einen hundert Millionstel Meter messen sie. Jedes Haar endet in rund 1.000 noch kleineren Polstern an der Spitze, die nur noch 200 Milliardstel Meter dick sind. Im Jahr 2002 gelang es Ronald Fearing von der Universität von Kalifornien in Berkeley erstmals, solche Spatulae genannten Spitzen im Labor nachzubauen.

“Unsere mathematischen Modelle deuten darauf hin, dass auch die Selbstreinigung bei den Geckosetae das Ergebnis ihrer Geometrie und nicht eines chemischen Prozesses ist“, erklärt der Wissenschaftler. „Das heißt, dass auch synthetische Kleber nach diesem Prinzip aus verschiedensten Materialien hergestellt werden könnten. Die Anwendungen unserer Entdeckung reichen von der Nanochirurgie bis hin zur Luftfahrt. Wer weiß – eines Tages könnte ein vom Gecko inspirierter Roboter mit klebrigen, selbstreinigenden Füßen sogar auf der staubigen Oberfläche des Mars herumlaufen.“

(Lewis & Clark College Portland, 06.01.2005 – NPO)