Fr, 15. Dezember 2017

Natürliches Hydrogel

09.08.2016 09:30

Meereskrebs produziert High-Tech-Superkleber

In jahrelanger Arbeit haben Forscher aus Deutschland, Irland und Österreich einen natürlichen Superkleber analysiert, den der Rankenfuß-Krebs produziert. Das eigentümliche Tier haftet sich mit seinem "Zement" bombenfest an viele Materialien und baut damit sogar eigene Floße. Das Material könnte in Medizin und Technik Anwendung finden, so die Wissenschaftler.

Biologen um Waltraud Klepal von der Fakultät für Lebenswissenschaften der Universität Wien stießen im Rahmen des vom Wissenschaftsfonds FWF unterstützten Projekts auf erstaunliche Eigenschaften des schaumartigen Hydrogels, das der Rankenfuß-Krebs (Dosima fascicularis) in relativ großen Mengen produziert. Abseits seiner guten Hafteigenschaften ist das Sekret auch elastisch und hat aufgrund seiner porösen Struktur eine stoßdämpfende Wirkung.

Tierischer Kleber frei von Giftstoffen
Diese Kombination aus günstigen Eigenschaften, zusammen mit dem Befund der Wiener Forscher, dass er keine Giftstoffe enthält, mache den aus 92 Prozent aus Wasser sowie aus Proteinen und Kohlenhydraten zusammengesetzte flexiblen und wasserfesten Zement zum Kandidaten für mehrere Anwendungen. "In der Orthopädie könnte es als eine Art Dämpfungskissen, etwa als Bandscheibe eingesetzt werden", erklärte Klepal in einer Mitteilung des FWF.

Hydrogel mit Floß-Funktion
Die nur wenige Zentimeter großen Tiere jedenfalls setzen das Sekret nicht nur als Klebstoff ein, mit dem sie sich an ein fixes Objekt anheften. Sie surfen auch kopfüber an Flößen angeheftet durch das Meer, die sie damit teilweise selbst bauen. "Das Floß entsteht dann, wenn sich 'Dosima' als Larve zum Beispiel an einem kleinen Stück Seegras festheftet und als erwachsenes Tier dieses mit Zement umschließt", so Klepal. Dieses kann bis zu drei Zentimeter Durchmesser erreichen, wobei sich seine Größe an jene des Tieres anpasst.

Kleber kommt aus Poren an den Antennen
Unter dem Elektronenmikroskop konnten die Wiener Forscher klären, wo die Drüsen sitzen, die das Hydrogel entwickeln, und wie es durch winzige Gänge und Poren ins Meerwasser gelangt. Beim Floßbau wird der Klebstoff zunächst über die Poren an den Antennen der Tiere und in weiterer Folge am Stiel des auf dem Kopf stehenden Tieres abgesondert.

So entsteht Schicht für Schicht eine Art Ball, der im Inneren aus elastischen Blasen besteht, wie die Forscher ebenfalls herausfanden. Wächst "Dosima", öffnen sich am weichen, flexiblen Stiel immer neue Poren. So stellt das Tier sicher, dass es nicht im eigenen Klebstoff erstickt. Eine solche Poren-Verschiebung hatten die Wissenschaftler noch nie beobachtet.

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