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Napfschnecke bildet das stärkste Naturmaterial der Welt

Forscher entdecken Nanokristalle an den Zähnen der Schnecke und leiten Leichtbaupotenziale ab

02/2016

Bislang zählte die Spinnenseide zum Naturmaterial mit der höchsten Zugfestigkeit. Mit der Napfschnecke haben britische Forscher rund um Asa Barber von der University of Portsmouth einen neuen Rekordhalter entdeckt und den Zahn der Napfschnecke zum festesten Biomaterial unter allen Naturstoffen auserkoren.

 

Zähne erreichen eine Zugfestigkeit von 4900 MPa

 

Mit Hilfe eines Rasterkraftmikroskops haben die Wissenschafter die Zugfestigkeit der Zähne gemessen. Ergebnis: Das Biomaterial hält zehn Mal höheren Kräften stand als die Zähne des Menschen. Mit 4.900 Megapascal liegt die Festigkeit sogar über der von Spinnenseide. Das Geheimnis liegt in der Aufbaustruktur der Zähne verborgen. Nanokristalle verleihen den Zähnen ihre ungewöhnliche Stärke und lassen Napfschnecken mit ungewöhnlich hoher Festigkeit an Felsen haften. Die Zähne findet man auf der Zunge der Schnecke, mit der sie Algen von der Felsoberfläche raspelt, während sie sich weiter fortbewegt.

 

"Die Festigkeit der Napfschnecken-Zähne ist vergleichbar mit Kevlarfasern", sagt Barber. Jedoch bestehen sie aus winzigen Nanofasern, die in eine Eiweißmatrix eingebettet sind. Anders als bei Spinnenseide bildet der Werkstoff ein Verbundmaterial mit einer Matrix und einem Füllmaterial aus. Wenn die Wissenschafter die Wechselwirkungen zwischen Nanofaser und Eiweißmatrix besser verstanden haben, verspricht sich die Forschung vor allem Anwendungspotenziale für industrielle Leichtbaulösungen. 

 

Forschungsbericht unter: rsif.royalsocietypublishing.org

 

 

 

Bild: Nanokristalle an den Zähnen sind der Grund für die hohe Zugfestigkeit des Materials (University of Portsmouth, UK)

 

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