Bionik: Luftblasen ermöglichen Käfern Unterwasserspaziergang
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.
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.
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.
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