Bioklebstoff
Ein Meer voller guter Ideen

In den unterschiedlichsten Bereichen nimmt sich der Mensch die Natur zum Vorbild. Nun beschäftigen sich die Wissenschaftler mit den natürlichen Hafttricks von Pflanzen und Tieren, speziell Muscheln und Seepocken, um einen kostengünstigen Bioklebstoff herstellen zu können.

HAMBURG Die Muscheln sind extrem aggressiv: Zu Tausenden haften sie von außen am Rumpf eines Schiffes, wo entsetzte Taucher sie entdecken. So hat es sich der Schriftsteller Frank Schätzing für seinen Roman "Der Schwarm" ausgedacht.

In der Realität sind Muscheln zwar nicht gefährlich, doch mit Hilfe eines Proteinklebers halten sich Seepocken und Miesmuscheln auch in starker Strömung an fahrenden Schiffen fest - und sei die Oberfläche noch so glatt. Ihre enorme Haft-Kraft macht sie für die Schifffahrt zu lästigen Begleitern. Denn Muscheln lassen Schiffe zwar nicht untergehen, bremsen aber deren Fahrt und machen immer wieder teure Reinigungsaktionen nötig. Deshalb drehten Forscher den Spieß um und versuchen aus dem Muschelklebstoff einen Schiffsanstrich zu entwickeln, der den Schiffsboden zu glatt zum Anheften macht.

Inzwischen geht die Forschung noch weiter. Weil das Kleben in der Natur eine der wichtigsten Verbindungstechniken ist, versuchen sich Wissenschaftler hier Ideen abzuschauen: Die natürlichen Hafttricks von Pflanzen und Tieren dienen immer öfter als Vorlage für so genannte biomimetische Klebstoffe - Kleber nach dem Vorbild der Natur. Der erste Klebstoff, der aus Meerestieren gewonnen werden kann, ist bereits identifiziert, aber im Vergleich zu den herkömmlichen Lösungen noch zu teuer. Forscher arbeiten jetzt daran, die Kosten für den Naturkleber zu senken und dem Bioklebstoff zum wirtschaftlichen Durchbruch zu verhelfen.

Das Klebetechnische Zentrum des Fraunhofer-Instituts für Fertigungstechnik und angewandte Materialforschung in Bremen ist mit über 120 Mitarbeitern europaweit die größte unabhängige Forschungseinrichtung für industrielle Klebetechnik. Hier werden neue Klebstoffe erforscht, die in der Natur vorkommen, zum Beispiel in den Haftfäden der Miesmuschel, die hauptsächlich in der Nord- und Ostsee vorkommt. Die Muscheln haften im Salzwasser mit ihrem natürlichen Klebstoff fest an glatten Oberflächen, etwa Schiffsrümpfen oder Bojen. Dazu scheidet der Fuß der Miesmuschel hauchdünne Klebefäden aus, die aus einer langen Kette von verschiedenen Proteinen bestehen und die für den festen Zusammenhalt unter Wasser sorgen. Diese Verbindungen können sogar auf die Oberfläche, auf der sie haften sollen, reagieren und sich ihr individuell anpassen.

Doch um den natürlichen Superkleber aus den Muschelfäden gewinnen zu können, ist ein enormer Aufwand nötig: "10 000 Muscheln erzeugen gerade mal ein Gramm Klebstoff", berichtet Ingo Grunwald, Forscher am Bremer Fraunhofer-Institut.

Ein erstes Produkt ist "Cell-Tak" von der US-Firma BD Biosciences, ein medizinischer Klebstoff, der aus Tausenden von Miesmuscheln gewonnen wird. Noch ist er mit über 150 Dollar pro Milligramm um ein Vielfaches teurer als Gold und damit viel zu kostspielig, um eine echte Lösung für den Massenmarkt zu sein. Deutlich günstiger könnte es sein, den Muschelkleber künstlich herzustellen, hoffen die Forscher am Fraunhofer-Institut. "Wir sind auf dem richtigen Weg", sagt Klaus Rischka, als Chemiker zuständig für biomolekulares Oberflächen- und Materialdesign. Die Forscher machten in letzter Zeit große Fortschritte bei der Nachahmung des Naturklebers im Labor und sind vorsichtig optimistisch, ihn in naher Zukunft auch nutzen zu können.

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