Der Schmetterlingseffekt ist sprichwörtlich «Ein Flügelschlag und er beeinflusst das Wettergeschehen am anderen Ende der Welt». Ganz so weltbewegend ist so ein Flügelschlag zwar nicht – aber die Flügel dieser Insekten haben tatsächlich Eigenschaften, die revolutionär für unsere Zukunft sein könnten. Einige Beispiele:
Schwimmende Städte dank Schmetterlings-Flügeln
Schmetterlingsflügel sind mit Nanostrukturen überzogen. Millionstel Millimeter klein und unsichtbar für unser Auge. Diese aussergewöhnlichen Strukturen machen die Flügel einiger Arten wasserabweisend. Forschende der Universität Rochester in den USA haben sich davon inspirieren lassen. Es ist ihnen gelungen, diese wasserabweisende Nanostruktur zu adaptieren und auf Metall zu gravieren. Das Resultat: Eine Metallplatten-Konstruktion, die unsinkbar ist. Die Forschenden träumen nun davon, diese Technologie bei Bootsrümpfen anzuwenden. Oder gar schwimmende Städte auf unsinkbare Metallkonstruktionen zu bauen – letzteres ist aber noch Zukunftsmusik.
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Bild 1 von 2. Morpho-Flügel. Die Flügel des Morpho-Falters sind dank ihrer speziellen Nanostruktur wasserabweisend. Tropfen perlen einfach ab. Bildquelle: Crescendo Media Films.
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Bild 2 von 2. Zukunftsvision. Inspiriert von der wasserabweisenden Morphofalter-Nanostruktur bauten Forschende wasserabweisende Metall-Konstruktionen, die praktisch unsinkbar sind. Vielleicht die Grundlage für die schwimmenden Städte der Zukunft. Bildquelle: SRF.
Neue Farben und Smartphone-Bildschirme, die nicht reflektieren
Die Flügel des Morphofalters leuchten intensiv blau – obwohl sie kein einziges Farbpigment besitzen. Wie geht das? Die Farbe entsteht dank der Nanostruktur des Flügels. Diese bricht das Licht so, dass für unser Auge nur bestimmte Farbanteile des Lichts sichtbar werden. Im Fall des Morphofalters die blauen. So erstrahlen seine Flügel in einem intensiven Blau, das durch den wechselnden Lichteinfall metallisch schimmert. Dass es wirklich keine Pigmentfarbe ist, sieht man bei einem einfachen Experiment: Gibt man einige Tropfen Ethanol auf die Flügel, «verstopft» das die Nanostruktur und sorgt – je nach Lichteinfall – dafür, dass die Flügel entweder eine grüne oder gar keine Farbe mehr annehmen, also schwarz werden.
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Bild 1 von 3. Farbwechsel. Tropft man Ethanol auf den Flügel des Morphofalters verändert sich die Farbe. Das Ethanol schafft es in die kleinen Räume der Nanostruktur und verändert die Lichtreflektion. Bildquelle: SRF.
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Bild 2 von 3. Nanostruktur im Geld. Die 10 der Euro-Geldnote wechselt je nach Lichteinfall die Farbe. Bildquelle: SRF.
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Bild 3 von 3. Nanostruktur im Geld. Es handelt sich um die 10 unten links. Diese spezielle Nanostruktur macht die Note fälschungssicherer. Bildquelle: SRF.
Bald werden wohl auch unsere Smartphones mit solch speziellen Nanostrukturen überzogen sein. Das Karlsruher Institut für Technologie etwa arbeitet bereits an Lösungen, die das Licht so schlucken. So könnten wir zukünftig in der Sonne lesen – ohne nerviges Reflektieren des Bildschirms.
Chirurgische Schrauben und Pflaster aus Raupenseide
Im klebrigen Seiden-Faden des Maulbeerseidenspinners steckt ein Wunder. Namentlich das Protein Fibroin. Es soll die magische Grundlage für neue, innovative Materialien sein. Denn das Seidenfibroin ist extrem vielseitig. Es kann flexibel sein, aber auch stark wie Kevlar. Und: Der menschliche Körper verträgt es sehr gut. Es gibt keine entzündlichen Reaktionen. Deshalb setzt die Medizinforschung darauf. In mehreren Forschungseinrichtungen weltweit werden neuartige Pflaster entwickelt. Das Seidenfibroin würde als Bestandteil von Wundauflagen das Stillen von Blutungen verbessern.
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Bild 1 von 3. Magische Seide. Die Seide der Seidenraupe enthält das Faserprotein Fibroin. Bildquelle: SRF.
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Bild 2 von 3. Chirurgische Schrauben. Dank seinen vielseitigen Eigenschaften und weil der menschliche Körper es gut verträgt, will die Forschung Implantat-Schrauben aus Fibroin herstellen. Bildquelle: SRF.
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Bild 3 von 3. Neuartige Pflaster. Forschende arbeiten auch an flexiblen Pflastern auf Basis von Fibroin. Die Pflaster könnten zusätzlich mit medizinischen Wirkstoffen angereichert werden. Bildquelle: SRF.
Ausserdem wird an Fibroin-Schrauben für Implantate in der rekonstruktiven Chirurgie geforscht. Ein Vorteil gegenüber Metallschrauben wäre, dass die aus Fibroin zusätzlich mit Wirkstoffen angereichert werden könnten, die die Knochenrekonstruktion unterstützen. Konkrete Angaben dazu, wann Pflaster und Fibroin-Schrauben einsatzfähig sind, gibt es leider nicht. Vermutlich dauert es aber länger als ein Flügelschlag.
