{"id":24603,"date":"2015-02-25T03:09:47","date_gmt":"2015-02-25T02:09:47","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=24603"},"modified":"2015-02-24T13:27:43","modified_gmt":"2015-02-24T12:27:43","slug":"stabilstes-naturmaterial-nichts-ist-so-stark-wie-der-zahn-der-napfschnecke","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/stabilstes-naturmaterial-nichts-ist-so-stark-wie-der-zahn-der-napfschnecke\/","title":{"rendered":"Stabilstes Naturmaterial: Nichts ist so stark wie der Zahn der Napfschnecke"},"content":{"rendered":"

Wie kleine H\u00fctchen kleben die Napfschnecken an den Felsen und gehen ihrem Tagewerk nach. Als w\u00e4ren sie kleine Staubsauger, schieben sie sich \u00fcber den Felsen, und raspeln dabei mit ihrer Zunge, der Radula, die Algen vom Stein. Auf dieser Radula sitzen winzige Z\u00e4hnchen, die erstaunliche Eigenschaften besitzen, wie Forscher jetzt festgestellt haben. “Der Zahn der Napfschnecke ist das festeste Biomaterial, das wir kennen”, sagt Asa Barber von der University of Portsmouth. Er und seine Kollegen haben ihre Ergebnisse jetzt im Fachmagazin “Journal of the Royal Society Interface<\/a>” ver\u00f6ffentlicht.<\/p>\n

Die Forscher unterzogen die winzigen Z\u00e4hnchen einer Zugfestigkeitspr\u00fcfung. Sie untersuchten mit Hilfe eines Rasterkraftmikroskops, welche Kr\u00e4fte n\u00f6tig sind, damit das Material versagt. Das Ergebnis: Die Zugf\u00e4higkeit der Napfschnecken-Z\u00e4hne erreichte sogar noch h\u00f6here Werte als Spinnenseide. Spinnenseide geh\u00f6rt zu den festesten biologischen Materialien und ist etwa so zugfest wie die stabilsten kommerziell gefertigten Karbonfasern. Das kann die Napfschnecke noch toppen: “Die Festigkeit der Napfschnecken-Z\u00e4hne ist vergleichbar mit den Fasern, die in kugelsicheren Westen stecken, wie Kevlar”, sagt Barber.<\/p>\n

In Zahlen liest sich das dann so: Im Mittel erreichten die Z\u00e4hne eine Zugfestigkeit von 4900 Megapascal (MPa). Das w\u00e4re in etwa so, als w\u00fcrde man an eine Spaghettinudel einen Mittelklasse-Pkw mit einer Masse von 1,5 Tonnen h\u00e4ngen, ohne dass die Nudel zerrei\u00dft. Die Spinnenseide, die bisher den Rekord hielt, kann eine Zugfestigkeit von bis zu 4000 Megapascal erreichen. Der menschliche Zahn kann da nicht mithalten und erreicht nur Werte von 500 Megapascal. Aber wir m\u00fcssen ja auch keine Steine abraspeln oder Mittelklasse-Pkw ziehen.<\/p>\n

Zugfestigkeit darf man \u00fcbrigens nicht mit H\u00e4rte verwechseln. Ein Material ist h\u00e4rter als ein anderes, wenn es beim Aneinanderreiben Spuren darin hinterl\u00e4sst. \u00dcber extrem harte Z\u00e4hne verf\u00fcgt beispielsweise die im Meer lebende K\u00e4ferschnecke<\/a>. Zugfestigkeit hingegen wird definiert \u00fcber die Kraft pro Fl\u00e4che, die an einer Probe zerrt, bis das Material rei\u00dft.<\/p>\n

Das Leben auf Felsen ist auch der Grund f\u00fcr die enorme Robustheit der Napfschnecken-Z\u00e4hne. T\u00e4glich raspelt das Weichtier unerm\u00fcdlich die Algen von den Steinen. W\u00e4ren sie nur so robust wie ein menschlicher Zahn, w\u00e4ren sie schnell abgenutzt, das Tier w\u00fcrde verhungern.<\/p>\n

Das Geheimnis ihrer Festigkeit steckt in den Fasern, aus denen der Schneckenzahn aufgebaut ist. Sie haben einen extrem kleinen Durchmesser, tausendmal d\u00fcnner als ein menschliches Haar. “Zum einen sind die Fasern sehr d\u00fcnn, zum anderen stecken in jedem Zahn sehr viele Fasern”, sagt Barber. “Das ist der Grund f\u00fcr die enorme Festigkeit.”<\/p>\n

Noch ist die Studie kein Rezept f\u00fcr neue, besonders feste Materialien nach biologischem Vorbild. Die Forscher beschreiben zwar den Aufbau der kleinen Z\u00e4hnchen. Sie bestehen aus winzigen Nanofasern, die in eine Eiwei\u00dfmatrix eingebettet sind. Im Unterschied zur Spinnenseide ist der Schneckenzahn damit ein Kompositwerkstoff, wie die Materialforscher sagen.”Bei diesen Werkstoffen spielt immer die Interaktion von F\u00fcllstoff und Matrix eine entscheidende Rolle f\u00fcr die Eigenschaften”, sagt Sebastian Boris Hein, Projektleiter am Fraunhofer-Institut f\u00fcr Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung in Bremen.”Damit aber die Erkenntnisse f\u00fcr die Anwendung nutzbar werden, m\u00fcssten wir noch genauer verstehen, wie die Eiwei\u00dfmatrix aufgebaut ist und mit den Nanofasern interagiert.”<\/p>\n

Grunds\u00e4tzlich habe man das Prinzip besonderer Festigkeit in der Natur schon l\u00e4nger verstanden, sagt Hein. Trotzdem r\u00e4umt er ein: “Die besondere Festigkeit der Napfschnecken-Z\u00e4hne ist beeindruckend.”<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Wie kleine H\u00fctchen kleben die Napfschnecken an den Felsen und gehen ihrem Tagewerk nach. Als w\u00e4ren sie kleine Staubsauger, schieben sie sich \u00fcber den Felsen, und raspeln dabei mit ihrer Zunge, der Radula, die Algen vom Stein. Auf dieser Radula sitzen winzige Z\u00e4hnchen, die erstaunliche Eigenschaften besitzen, wie Forscher jetzt festgestellt haben. “Der Zahn der […]<\/p>\n","protected":false},"author":59,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"","nova_meta_subtitle":"","footnotes":""},"categories":[5572],"tags":[],"supplier":[1879,9323,1880],"class_list":["post-24603","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-bio-based","supplier-fraunhofer-institut-fuer-fertigungstechnik-und-angewandte-materialforschung-ifam","supplier-journal-of-the-royal-society-interface","supplier-university-of-portsmouth"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/24603","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/users\/59"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=24603"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/24603\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=24603"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=24603"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=24603"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=24603"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}