Komplexe Haftsekrete wirbelloser Organismen als Vorbild für biomimetisch inspirierte Adhäsionssysteme:

Im Laufe der Evolution haben Tiere vielfältige Methoden etabliert, um an verschiedensten Oberflächen permanent oder reversibel haften zu können. In einem interdisziplinären Ansatz erforschen Tübinger Wissenschaftler die Wirkprinzipien dieser Haftstrukturen und legen dabei einen besonderen Schwerpunkt auf die Identifizierung der Haftsekrete.

Mit Hilfe dieser Ergebnisse sollen Funktionsmodelle mikrostrukturierter und flüssigkeitsvermittelter Adhäsionsorgane entwickelt werden, die als Ideengeber für technische Haftsysteme bis hin zu biofunktionalen Klebstoffen dienen können. In vielen biologischen Haftsystemen spielen chemische Haftsekrete eine zentrale Rolle. In einer interdisziplinären Kooperation wollen Zoologen, Paläontologen und Chemiker zu einer chemischen und mikromechanischen Charakterisierung von Adhäsionssekreten gelangen, die von Meerestieren zur permanenten Festhaftung beziehungsweise von Insekten zur reversiblen Adhäsion beim Laufen eingesetzt werden.

Da es sich bei biologischen Haftsekreten um komplexe Vielstoffmischungen handelt, soll besonderes Augenmerk darauf gelegt werden, welche bionischen Lerneffekte sich aus solchen Heterogenitäten ergeben. Auf der Basis der gewonnenen Grundlagen-Erkenntnisse soll in Kooperation mit industrienahen Forschungseinrichtungen und mittelständischen Unternehmen die Machbarkeit einer technischen Umsetzung der gefundenen Prinzipien evaluiert werden. 

 

Kontakt: 

Prof. Dr. Oliver Betz
Abteilung für Evolutionsbiologie der Invertebraten
Institut für Evolution und Ökologie
Eberhard Karls Universität Tübingen
Auf der Morgenstelle 28E
D-72076 Tübingen
E-Mail: oliver.betz@uni-tuebingen.de

 

Projektmitglieder: 

Prof. Dr. Oliver Betz (Projektleitung)                                                                             Abteilung für Evolutionsbiologie der Invertebraten,                                                     Institut für Evolution und Ökologie, Universität Tübingen

Prof. Dr. James Nebelsick                                                                                              Abteilung für Invertebratenpaläontologie und Paläoklimatologie,                           Institut für Geowissenschaften, Universität Tübingen

Prof. Dr. Klaus Albert                                                                                                             Institut für organische Chemie, Universität Tübingen

PD Dr. Andreas Hartwig                                                                                                   Fraunhofer-Institut für FertigungstechniInstitut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung, Abteilung: Klebtechnik und Oberflächen  


Fördermittelgeber:

MWFK Baden-Württemberg – Ausschreibung „Molekulare Bionik“ 

DFG-Projekt – "Komplexe Haftsekrete wirbelloser Organismen als Vorbild für biomimetisch inspirierte Adhäsionssysteme" 
 

rrrrrrrrrrrrrrrrr     

Der Froschkäfer Sagra femorata ist eines unserer Versuchstiere mit behaarten Haftorganen


 

Die Madagaskar Fauchschabe besitzt glatte, unbehaarte Haftpolster.


Die bodenlebenden Käfer der Gattung Stenus besitzen eine hervorschnellbare "Fangzunge", an deren Ende sich ein Klebpolster befindet mit dem kleine Bodentiere gefangen werden. (Teilabb. rechts und links oben aus Bauer & Pfeiffer, 1992)


   

Unser Methodenspektrum reicht von der Elektronenmikroskopie (Cryo-REM, TEM) über Haftkraftmessungen bis hin zu der chemischen Analyse der komplexen Haftsekrete (GC, UHPLC, NMR) und biochemischen Analyse der Proteinkomponente.


[Pressemappe]