Immer trocken

Forscher entwickelten nach dem Vorbild von Spinnen und Wanzen einen Stoff, der vier Tage lang in unbewegtem Wasser liegen kann, ohne nass zu werden.

Geht es nach Zdenek Cerman und seinen Kollegen, muss bald niemand mehr fürchten, sich beim Schwimmen die Blase zu verkühlen: Sie entwickeln Bademode, die sofort wieder trocken ist, sobald der Schwimmer aus dem Wasser steigt. Die Forscher der Universität Bonn und des Instituts für Textil- und Verfahrenstechnik in Denkendorf sind dafür heute mit dem Erfinderpreis NRW ausgezeichnet worden. Ein erster Textil-Prototyp existiert schon: Der Stoff kann vier Tage lang in unbewegtem Wasser liegen, ohne nass zu werden.

Die unscheinbare Grundwanze hält einen Weltrekord: Ein einziges Mal kommt sie zu Beginn ihres Lebens an die Wasseroberfläche und „badet“ ihren Körper in der Luft. Dann taucht sie auf den Grund ab. Der dünne Gasfilm, der sie nun umgibt, reicht ihr bis zum Lebensende als Sauerstoffflasche. „Wir kennen keinen Organismus, der Luft besser festhalten kann“, sagt Zdenek Cerman vom Bonner Nees-Institut für Biodiversität der Pflanzen. Der silbrige Gasfilm hat einen Nebeneffekt: Die Grundwanze bleibt Zeit ihres Lebens trocken.

„Oberflächen, die nicht nass werden, sind in der Natur gar nicht mal so selten“, erklärt Cerman. „Es gibt sogar Pflanzen, deren Oberfläche noch nach 17 Tagen unter Wasser von einem Luftpolster überzogen ist.“ Zusammen mit Boris Striffler aus der Arbeitsgruppe von Wilhelm Barthlott hat er rund 25 Pflanzen- und Tierarten genauer unter die Lupe genommen. Dabei stießen die Biologen auf interessante Strukturen: So finden sich auf der Bauchseite der Grundwanze (Aphelocheirus aestivalis) zahlreiche kurze gebogene Haare, die sich wie die Bügel eines Fangeisens über die Luftschicht legen und so verhindern, dass diese davon gespült wird.

Nicht nur der Grundwanze, sondern auch dieser Wasserjagdspinne dient ihr silbriger Mantel aus Luft als Sauerstoffflasche. (Quelle: Nees-Institut, Boris Striffler)

Cerman und Striffler haben zusammen mit Projektpartnern vom Institut für Textil- und Verfahrenstechnik in Denkendorf diesen Mechanismus auf Textilien übertragen. Ziel ist die Entwicklung schnell trocknender Badeanzüge. Die Forscher haben ihre Idee inzwischen patentiert. „Wir haben bereits einen Stoff herstellen können, der selbst nach vier Tagen unter Wasser noch absolut trocken ist“, betont Striffler - zehnmal länger als heute erhältliche Hightech-Textilien. In bewegtem Wasser ist die Luftschicht allerdings deutlich schneller verschwunden. Für Bikinis oder Boxershorts ist dieser Stoff zudem noch zu steif - er ähnelt eher einer Zeltplane als einem anschmiegsamen Gewebe. In den Labors wartet aber schon ein flexibler Nachfolger des ersten Prototyps auf seinen ersten Einsatz.

Innovationsminister Andreas Pinkwart überreichte dafür den Entwicklern in Mülheim den 1. Preis im Hochschulwettbewerb „patente Erfinder“. 15.000 Euro ist diese Ehrung wert. Ausgezeichnet wurde auch Professor Barthlott, der den Anstoß zu der Erfindung gab. „Auf dem Weg von der Idee zur Erfindung braucht es neben der unverzichtbaren wissenschaftlichen Neugierde und Kompetenz ein starkes Team und nicht zuletzt Mut und Phantasie zum unternehmerischen Denken und Handeln“, erklärte der Minister. „Bei dem Bonner Team kommt alles drei zusammen.“

Zdenek Cerman sieht auch für andere Entwicklungen im wahrsten Sinne des Wortes noch Luft: „Ein dünner Gasfilm kann die Reibung von Oberflächen in Flüssigkeiten drastisch vermindern. Der Effekt ist daher beispielsweise für den Schiffsbau hoch interessant oder für die Konstruktion reibungsarmer Rohrleitungen.“

Um bis zu 90 Prozent kann so ein dünnes Lufthäutchen die Reibung verringern. Mit den passenden Oberflächen ließen sich daher beispielsweise Schiffe mit extrem geringem Treibstoffverbrauch bauen. „Wir produzieren gerade einen Acryllack, der die Luft mit kleinen Härchen festhalten kann“, erläutert der Bonner Biologe. Ihm würde es zunächst schon reichen, wenn der Gasfilm einige Stunden hält. „Man könnte regelmäßig über einen Kompressor Luft unter den Bug eines solchen Schiffes blasen. Diese Idee ist sogar schon von japanischen Ingenieuren patentiert worden. Ohne die entsprechenden Lacke müssten die Kompressoren aber rund um die Uhr arbeiten; der Aufwand wäre einfach viel zu groß.“

Quelle: Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

Weitere Infos:

• Nees-Institut für Biodiversität der Pflanzen:
  http://www.nees.uni-bonn.de
• Bionik-AG:
  http://www.nees.uni-bonn.de/bionikag.html
• Institut für Textil- und Verfahrenstechnik in Denkendorf:
  http://www.itv-denkendorf.de