Spinnen für trockene Badehosen und schnelle Schiffe
"Dünne Luftschichten können die Oberflächenreibung drastisch vermindern"
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Forscher der Universität Bonn wollen sich die Eigenschaften der Haut der Wasserspinne (Anylometes bogotensis) aus Venezuela zu Nutze machen, um Schiffe reibungsärmer und Badehosen trocken zu machen. Über eine spezielle Verarbeitung gelang es den Bionikern, die Eigenschaften der Spinnenhaut nachzubilden. Es gelang ihnen, einen Stoff zu schaffen, der vier Tage lang unter Wasser trocken blieb. Auch der Treibstoffverbrauch bei Schiffen ließe sich nach Angaben der Forscher senken.
"Große Containerschiffe mit so einer Spinnenoberfläche würden dann nicht mehr durchs Wasser fahren, sondern auf einem Luftpolster durchs Wasser gleiten", sagt Wilhelm Barthlott vom Nees-Institut für Biodiversität der Pflanzen an der Universität Bonn. "Das Spannende an der Spinne ist, dass sie unter Wasser jagt und nicht nass wird", so Barthlott. "Auch Lotosblätter, die wir lange untersucht haben, werden nicht nass. Aber sie haben eine dünne Luftschicht, die irgendwann weg ist. Die Spinne hat einen dicken Pelz und fängt damit eine Luftschicht. Eigentlich kommt sie mit dem Wasser so überhaupt nicht in Berührung."
"Dünne Luftschichten können die Oberflächenreibung drastisch vermindern und sind daher beispielsweise für den Schiffsbau oder für die Konstruktion reibungsarmer Rohrleitungen interessant", sagt Zdenek Cerman von dem Bonner Institut. Schon heute gibt es Schiffe, bei denen ein Kompressor ihren Rumpf während der Fahrt über zahlreiche feine Düsen mit Luft umspült.
Der Energieverbrauch bei den beflockten Schiffen sinkt
Schiffe könnten auf dem Wasser gleiten
Die Wissenschaftler haben durch Tests an großen Schiffsmodellen herausgefunden, dass diese "Microbubble-Technik" die Reibung am Rumpf um bis zu zehn Prozent senkt und damit weniger Treibstoff verbraucht wird. Sie hatten die Kunststoffoberflächen samtig beflockt. Ein Vorsprung, der durch den stromfressenden Kompressor aber zum großen Teil wieder aufgezehrt wird. "Unser Ansatz ist ein anderer", erklärt Cerman; "unsere Oberflächen sollen die Luft passiv festhalten, so dass man die Schicht nicht permanent erneuern müsste."
"Das Prinzip würde auf jeden Fall funktionieren und es wäre kein Problem das zu übertragen", sagt Zdravko Culik vom Nees-Institut. Das Problem sei aber die beflockte Oberfläche aus Kunststoff, mit der man die Härchen nachempfinden würde. "Sobald ein Schiff zum Beispiel im Hafen an die Kaimauer stößt, würde der Flock abgehen, weil er einfach nicht robust genug ist für diese starke Belastung." Die Wissenschaftler forschen nun an einem Lack, der die Eigenschaften für die Schiffe erfüllt.
Die Wasserspinne hat durch die Haut einen Überlebensvorteil
Das Tier hat ein Luftpolster, wenn es das braucht
Versuchen hatten gezeigt, dass sich der Körper der Spinne mit einer Haut aus Luft überzieht, wenn die Spinne taucht. Die Luft verhindert, dass die Spinne feucht wird. Unzählige kleine Borsten halten die Luftschicht gefangen, so dass der Wasserstrom sie nicht fortreißen kann. Für den Räuber dient die Schicht bei ihrer Jagd nach Fischen als Sauerstoffflasche: Sie trägt ihren Luftvorrat auch unter Wasser immer mit sich. Trocken aus dem Wasser zu kommen, bedeutet für die Spinne einen enormen Überlebensvorteil: Sie kann direkt weiterlaufen und ist somit nicht für den Feind angreifbar. Per Rasterelektronen-Mikroskopie entdeckten die Zoologen auf den Haaren winzige Hohlräume, in denen sich die Luft zurückziehen kann. So entsteht ein Luftpolster, das den Körper komplett vom Wasser abschottet. .


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22.06.2005, zuletzt aktualisiert am 13.02.2009 / evei / idw / mp, jus
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