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Re: Über Geckos und ihre Kletterfähigkeit
Azizi - 16.12.2006, 00:38Über Geckos und ihre Kletterfähigkeit
Ich dacht mir einfach mal, das es nicht schaden kann, wenn ich das hier einfach mal reinkopiere .oO(das sind irgendwie einfach mal zuviele einfachs) *kicher* die Quelle befindet sich hinter dem Link da. Mit den Bildern isses natürlich schöner *g*
Dem Atom so nah – wie Geckos an der Decke hängen
Geckos sind viel mehr als eine kleine Eidechsenart, sie sind ein wahres Wunder der Natur. Anders als ihre verwandten Spezies laufen sie nicht nur am Boden, sondern rasen auch an Wänden empor und hängen mitunter an der Decke. Sogar auf blankem Glas kleben die Tiere.
Forscher sind immer wieder verblüfft über die Fähigkeit des Geckos und überlegten lange, wie es ihm möglich ist, diese Kunststücke zu vollbringen. Eine bislang allgemein akzeptierte Erklärung war, daß sich Geckos dank kleiner Fortsätze an ihren Zehen, mikroskopisch kleinen Hakenzellen, an der Zimmerdecke festkrallen.
Doch Forschungen eines amerikanischen Biologen werfen neues Licht auf die akrobatischen Fähigkeiten des Geckos. Es sieht so aus, als ob das Tier ein wenig Nachhilfe in Physik genommen hätte, denn der Gecko klammert sich nicht fest, sondern bedient sich Unmengen an mikroskopisch kleinen Härchen, welche mit dem Untergrund eine molekulare Verbindung eingehen. Bildlich gesprochen: Der Gecko klebt an der Wand.
Die Klebewirkung ist so stark, daß der Mensch mit der selben Kraft enorme Gewichte heben könnte. „Wenn nur die Hände allein benützt würden, könnte man damit rund 40 Kilo heben“, erklärt Prof. Autumn Kellar, einer der Gecko Forscher vom amerikanischen Lewis and Clark College.
Milliarden von Härchen
In einem „Nature“ Bericht beschreibt Kellar zusammen mit seinem Kollegen Robert Full von der Berkeley Universität und weiteren Forschern die überaus faszinierenden Fähigkeiten des Geckos.
Mit Hilfe des „Cadillac“ unter den Geckos, dem Tokee Gecko aus Südostasien, konnten die Biologen, die haarige Klebewirkung der Zehen entschlüsseln. Mikroskopische Aufnahmen zeigten, daß der Gecko rund zwei Millionen dicht aneinander gepackte Härchen, sogenannte Borsten, besitzt. Jede dieser Borsten teilt sich noch einmal in hunderte oder tausende von Subhärchen.
„Diese Milliarden von Subhärchen, welche aussehen wie die kleinen Haare auf dem Brokkoli, sind hervorragende Klebstoffe“, so Full. „Geckos haben eine erstaunliche Fortbewegungsart entwickelt.“
Die Forscher demonstrierten, daß die gesammelte Kraft aller Borsten des Tieres 10x größer ist, als jene Kraft, die benötigt wird, um den Gecko von der Wand zu ziehen. Dennoch, Geckos benützen nicht alle Elektroborsten auf einmal, sondern immer nur einen gewissen Teil.
Full erklärt, daß die Tiere die Härchen wie einen Fußballen abrollen, kleben bleiben, und die Zehen dann wieder ablösen.
„Das ist besser als ein Klebeband“, so Autumn, fügt aber gleichzeitig hinzu: „Kleben zu bleiben ist nicht schwierig, sich wieder loszulösen ist das eigentliche Problem. Wenn der Gecko läuft, muß er seine Zehen 15x pro Sekunde ankleben und wieder loslösen. Aber ich glaube wir wissen jetzt wie er das macht.“
Faszinierende Technik
Um die Kräfte zu messen, welche der Gecko mit nur einem Haar zustande bringt, holten Full und Autumn zwei Ingenieure von Amerikas Top-Universitäten, Berkeley und Stanford, welche ein kleines Meßgeräte entwickelten.
Damit zeigten sie, daß ein reines Wegziehen der Härchen nicht genug ist um sich vom Untergrund loszulösen. Die Anziehungskraft ist so stark, daß ein einziges Geckohaar, das tausendmal dünner ist als ein menschliches Haar, eine Ameise heben könnte.
Doch wenn der Gecko die Härchen um 30° anhebt, dann bringt er seine Zehen leicht vom Untergrund.
„Diese Messungen waren wirklich eine große Herausforderung“, so Full.
Um aber zu erklären, wie der Gecko so schnell auf einer Wand hochlaufen kann und trotzdem kleben bleibt, kramten die Forscher noch einmal in ihrem Physikkoffer.
Saugwirkung schied aus, da Geckos auch in Vakuum an der Decke hängen bleiben, Klebstoff konnte es nicht sein, da keine Rückstände auf dem Untergrund zurück blieben, auch so etwas wie ein Klettverschluß schied aus, da die Härchen mit dem Untergrund keine Verbindung eingehen. Schon zuvor strichen andere Wissenschafter eine elektrostatische Wirkung von der Liste.
Auf Tuchfühlung mit Atomen
Was übrig blieb verblüffte die Forscher, denn der Gecko bedient sich winziger intermolekularer Kräfte, sogenannter Van der Waals Kräfte. Eigentlich spielen sie in der Natur keine Rolle und werden von anderen Kräften, wie der Reibungskraft, übertrumpft. Doch der Gecko schafft es seine Härchen so eng an die Oberfläche zu drücken, daß sie doch wirksam werden. Und je mehr Härchen der Gecko verwendet, desto stärker wird die Kraft.
Physikalisch betrachtet entstehen Van der Waals Kräfte wenn sich ungleiche elektische Ladungen um Moleküle anziehen. Auch wenn die Ladungen dauernd fluktuieren und die Richtung wechseln, werden im Endeffekt die Moleküle aneinandergezogen, genau wie die Moleküle in den Härchen der Geckos und der glatten Wand.
Diese Kräfte funktionieren nur dann gut, wenn der Untergrund glatt ist, was aber in der Natur nur selten vorkommt. Nun, für den Gecko ist das trotzdem kein Problem. Während er im Labor auf glattem Untergrund nur gut 10% seiner Härchen einsetzte, verwendet er in der Natur einfach mehr. Das reicht!
Für die Forscher sind die Gecko-Härchen ein reines Wunder. Daher versuchen sie den Gecko nachzuahmen und künstliche Härchen zu basteln. Daraus, so die Forscher, könnte man hervorragende trockene Klebstoffe fertigen. Darüberhinaus stellten die Wissenschafter fest, daß sich die Gecko-Härchen selbst säubern, anders als viele bekannte Klebstoffe.
“Wir verdreckten die Härchen und fünf Schritte später waren sie wieder sauber”, so Full begeistert. „Wir wissen nicht warum, aber es ist erstaunlich.“
Die Forscher wollen nun andere Tierarten untersuchen, welche zwar die selbe Technik, aber ein anderes Equipment verwenden.
Des weiteren wollen Full und Autumn nun ihren zusammen mit dem amerikanischen Unternehmen IS Robotics Inc. entwickelten Roboter-Gecko aufmotzen. Derzeit verwendet der Blechvertreter des Geckos noch künstlichen Klebstoff um an der Wand hängen zu bleiben. Aber später, so Full, könnte bereits ein trockener Kleber bessere Roboter-Gecko ermöglichen
Autor Klaus Hofbauer
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