Materialforscher klauen Muschel-Patent

Muscheln haben die faszinierende Fähigkeit, sich im tosenden Meer an Steinen und Felsen festzuheften, ohne dabei von Wellen und Strömung weggerissen oder durch Sand und Geröll abgenutzt zu werden. Die Tiere schaffen das mit Hilfe der sogenannten Byssus. Diese "Muschelseide" ist ein Büschel aus dehnbaren aber äußerst stabilen Fasern. Materialforscher vom Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam haben diese Muschelfäden untersucht und herausgefunden, dass eine spezielle Schutzschicht sie extrem dehnbar und gleichzeitig außergewöhnlich stabil macht.

Athletische Weichtiere

Die Oberhaut der "Muschelseide" hat eine sehr knubbelige Anmutung. Sie entsteht durch winzige Körnchen (Granula), die in eine weiche Schicht eingebettet sind. Diese harten Kügelchen, erklärt Max-Planck-Forscher Admir Masic, bestünden aus Eisen-Ionen und der Aminosäure L-DOPA. "Verbinden sich zwei bis drei L-DOPA mit nur einem einzigen Eisen-Ion, bilden sie einen unglaublich stabilen Metallproteinkomplex mit hoher Bruchfestigkeit." Diese seien trotzdem in der Lage, bei einer Überbelastung aufzubrechen, um das Material vor größeren Beschädigungen zu schützen.

"Die Natur hat eine elegante Methode für ein Problem entwickelt, mit dem Ingenieure noch immer kämpfen: Sie hat Eigenschaften, die einen Abrieb verhindern und dennoch eine hohe Dehnbarkeit gewährleisten, in einem Material vereinigt", sagt Peter Fratzl, Direktor der Abteilung Biomaterialien am Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung. Es sei denkbar, so Fratzl, dass ähnliche Strategien auf technisch entwickelte Polymerschutzschichten angewendet werden können.

Autorin: Judith Hartl (idw/MPI)

Redaktion: Ulrike Wolpers