Direkt zum Inhalt

Bionik: Luftblasen ermöglichen Käfern Unterwasserspaziergang

Ampfer-Blattkäfer

Gute Bodenhaftung ist für Käfer überlebenswichtig. Ihr Trick: Feine, mit einem flüssigen Sekret überzogene Härchen an ihren Füßen erzeugen Kapillarkräfte, mit deren Hilfe die kleinen Sechsbeiner auf verschiedensten Oberflächen guten Halt finden. Das allerdings funktioniert nur auf dem Trockenen – auf feuchtem Untergrund kommen sie damit nicht weiter. An trotzdem unter Wasser beherzt dahinmarschierenden Blattkäfern zeigten Forscher nun, dass Luftblasen die Haftfunktion übernehmen, und setzten die Erkenntnisse auch gleich in ein technisches Modell um.

Luftblasen an den Füßen | Zwischen den feinen Härchen an den Käferfüßen befinden sich Luftblasen. Sie sorgen für feste Haftung auf nassem Boden.

Die Anforderung, auch auf feuchten Flächen gut vorwärtszukommen, ist so selten nicht: Regen oder Tau sorgen immer wieder und auch längerfristig für rutschiges Terrain. Naoe Hosoda vom Nationalen Institut für Materialwissenschaften in Tsukuba und Stanislav Gorb von der Universität zu Kiel jedoch schickten ihre im Freiland gesammelten Ampfer-Blattkäfer (Gastrophysa viridula) gleich auf Tauchgang: Sie ließen die Tiere über einen Zweig in ein wassergefülltes Miniaquarium mit durchsichtigem Boden klettern und verfolgten mikroskopisch, was sich zwischen Käferfuß und Untergrund abspielte.

Unter dem Mikroskop | Unter dem Mikroskop erkannten die Forscher an den weißen Flächen, dass die Kontaktfläche der Käferfüße mit Luftblasen ausgefüllt war, die zwischen den feinen Härchen stabil verankert waren.

Weiße Flächen offenbarten, dass offenbar Luftbläschen zwischen den feinen Härchen der Käferfüße sitzen, die das Wasser am Boden verdrängen und so den als dunkle Punkte erkennbaren Härchen einen trockenen Kontakt zur Glasfläche ermöglichen. Auf anderen Oberflächen war der Kontaktwinkel entscheidend: Die Haftung war auf Wasser abweisendem Untergrund deutlich stärker als auf hydrophilem. Gaben die Forscher aber einen winzigen Tropfen eines Tensids in das Becken, verlor der Käfer sofort die Haftung und trieb an die Wasseroberfläche.

Dass sich die Erkenntnisse auch technisch umsetzen lassen, demonstrierten die Wissenschaftler anschließend an einem Silikonpolymer, das sie in Anlehnung an die haarigen Käferfüße mit winzigen "Säulen" ausstatteten. Es klappte: Ein damit ausgestatteter Spielzeugbagger haftete im Aquarium an einer senkrechten Oberfläche.

Neue Spielzeugideen | Versehen mit einer Silikonbeschichtung, die analog zu den mit Härchen besetzten Käferfüßen feine Säulen aufweist, haftet auch ein handelsüblicher Spielzeugbagger unter Wasser an senkrechten Oberflächen.

Schreiben Sie uns!

Beitrag schreiben

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Zuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Zuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmende sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Zuschriften können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

Partnerinhalte

Bitte erlauben Sie Javascript, um die volle Funktionalität von Spektrum.de zu erhalten.