Fr, 24. November 2017

Selbstschärfend

07.03.2014 11:46

Nagerzähne dienen Forschern als Vorbild für Messer

Fans von Meerschweinchen, Hamster, Ratte und Co. haben es sicherlich schon immer geahnt: Ihre Tiere sind etwas ganz Besonderes. Erkannt haben das auch Forscher des Fraunhofer-Instituts für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik. Sie nahmen sich das Prinzip der sich selbst schärfenden Nagerzähne zum Vorbild und entwickelten ein neuartiges Schneidemesser, das nicht stumpf wird.

Aber wie ist das möglich? "Beschaffenheit und Aufbau der Nagerzähne weisen eine Besonderheit auf", so die Forscher des Fraunhofer-Instituts. "Sie bestehen aus zwei unterschiedlich harten Materialien. Während sich bei Gebrauch das weichere Dentin auf der Rückseite der Zähne abnutzt, bleibt der harte Zahnschmelz auf der Vorderseite stehen und bildet eine scharfe Kante. Die Beanspruchung hält die Zähne scharf und die nutzen sich nicht ab, denn sie wachsen stetig nach. Immerhin bis zu einem Millimeter pro Tag."

Die Zähne von Nagetieren sind außerdem enorm leistungsfähig. So können Ratten sich beispielsweise unter anderem durch Metall und Beton nagen, ohne dass ihre Zähne stumpf werden oder gar nachhaltigen Schaden nehmen. "Schneidmesser nach dem Nagetiervorbild schärfen sich, wenn die Klinge verschleißt. Doch das Material erneuert sich nicht kontinuierlich wie in der Natur. Wenn sich die Klingen abnutzen, bleiben sie zwar scharf, aber ihre Form und Lage ändern sich ständig", erklären die Wissenschaftler.

Dass wir Menschen einiges von der Natur lernen können, zeigt sich immer wieder. Seit einigen Jahren beschäftigt sich ein ganzer Forschungszweig, die Bionik, mit Phänomenen und Strukturen aus der belebten Natur, um daraus zu lernen und sie für den Menschen nutzbar zu machen. Bekannte Beispiele sind der Klettverschluss, nach dem Vorbild der Klette, und der Lotus-Effekt, bei dem Flüssigkeiten von Oberflächen annähernd rückstandsfrei abperlen.

Das von den Nagerzähnen inspirierte, sich selbst schärfende Messer wurde schon in der Industrie versuchsweise eingesetzt, unter anderem beim Zuschnitt von Papier.

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