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Ingenieure entwickeln künstliche Krakenhaut für die Tarnung

Kraken sind Meister der Tarnung. Sie passen ihre Form ihrer Umgebung an. Davon inspiriert haben Forscher ein neues Material entwickelt. Es könnte bei der Tier-Beobachtung helfen – aber auch dem Militär.

Krake
Ein Krake sucht in einem Aquarium nach Futter. Die Tiere sind Meister der Tarnung.
Foto: Carmen Jaspersen – dpa

Ithaca (dpa). Von Kraken inspiriert haben US-amerikanische Ingenieure ein sich verformendes Material zur Tarnung entwickelt. Die Gruppe um James Pikul von der Cornell Universität in Ithaca (New York, USA) brachte dazu ein flexibles, aber kaum dehnbares Fasernetz in Silikon ein.

Die Form des Netzes bestimmt dann das Aussehen, wenn die Silikonhaut aufgeblasen wird, wie die Forscher im Fachblatt „Science“ schreiben. Das System funktioniert ähnlich einem Luftballon, um den man vor dem Aufblasen eine Schnur gebunden hat.

Ein wichtiger Kooperationspartner der Ingenieure war Roger Hanlon vom Marine Biological Laboratory in Woods Hole (Massachusetts, USA). Er hat erforscht, was in der Haut von Kraken geschieht, wenn die Kopffüßer sich in ihrer Form an die Umgebung anpassen, um sich zu tarnen.

So beschrieben Hanlon und sein Team die Funktionsweise von Papillen, warzenartigen Gebilden in der Krakenhaut, die das Tier heben und senken kann. „Kraken sind Weichtiere ohne eine Schale, ihre wichtigste Verteidigung ist ihre gestaltverändernde Haut“, sagte Hanlon laut einer Mitteilung seines Instituts.

„Ingenieure haben eine Vielzahl von Möglichkeiten entwickelt, um die Form von weichen, dehnbaren Materialien zu beherrschen. Aber wir wollten es einfach, schnell, stark und leicht zu steuern haben“, sagte Pikul. Das Fasernetz wird zugeschnitten und in bestimmter Weise ins Silikon eingelassen.

Dadurch entsteht eine Membran, die beim Aufblasen zwei unterschiedliche Bereiche hat: Diejenigen mit dem Garngeflecht bleiben recht starr, während die reinen Silikonflächen sich erheblich dehnen. Die Fasern übernähmen die Aufgaben der Muskeln der Krake, das Silikon sei mit der Haut vergleichbar, schreiben die Forscher. Wird Luft hineingepumpt, stellen sich die künstlichen Papillen auf, die Fasern geben dem Gebilde neben der Form auch Stabilität.

Pikul und Kollegen beließen es nicht bei den Papillen, sondern sie übertrugen das Prinzip auf andere Anwendungen. So formten sie mit einem entsprechend zurechtgeschnittenen Geflecht eine Pflanze nach. Beim Aufblasen erhebt sich aus einer Fläche ein Gebilde, das die fleischigen Blätter imitiert. Auch die Form von Steinen konnten die Ingenieure auf diese Weise nachbilden.

„Die Ergebnisse sind eindrucksvoll“, schreibt Cecilia Laschi von der Sant’Anna School of Advanced Studies in Pisa (Italien) in einem „Science“-Kommentar. Sie sieht Anwendungsgebiete für diese Technologie beispielsweise bei der Tierforschung: Soft-Roboter, die sich bei Bedarf durch Anpassung an ihre Umgebung tarnen, könnten es bei vielen Tierarten erlauben, in deren natürlichen Lebensraum näher an sie heranzukommen. „Natürlich kann Tarnung auch militärische Anwendungen unterstützen, bei denen das Verringern der Sichtbarkeit eines Roboters Vorteile beim Zugang zu gefährlichen Bereichen bietet.“

Kurzes Video zur Veranschaulichung des Materials (frei zugänglich nach Ablauf der Sperrfrist)

Science-Video zu der Erfindung (Englisch)

Papillenbewegung auf der Haut eines lebenden Kraken

Zusammenfassung der Studie nach Ende der Sperrfrist 13. Oktober 20.00 Uhr

Wissenschaft
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