Wasserfestes Material: Schmetterlingsflügel als Vorbild

Wasserfestes Material: Schmetterlingsflügel als Vorbild

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In der Materialwissenschaft werden verschiedenste Werkstoffe auf ihre Eigenschaften erforscht. Dass dabei oftmals die Natur und ihre Insekten eine Lösung bieten können, zeigt sich bei einer Forschung der ETH Zürich.

Forschende um Dimos Poulikakos von der ETH Zürich haben untersucht, wie sich die Elastizität spezieller Folien auf ihre Wasserfestigkeit auswirkt, wie die Hochschule mitteilte. Dabei wurden Folien in verschiedenen Situationen verglichen, bei denen sie einmal auf einer festen Unterlage auflagen und einmal aufgehängt waren, so dass sie sich verbiegen konnten.

Die frei aufgehängten Folien waren dabei bis zu 1,6 mal wasserabweisender als die auf der Unterlage, wie die Forschenden kürzlich im Fachblatt «PNAS» berichteten. Studienautor Tom Schutzius erklärt das Phänomen so, dass elastisches Material einen auftreffenden Wassertropfen abfedert – wie ein Trampolin. «Ist es nicht flexibel, ist die Kollision heftiger, und die Oberfläche wird dadurch eher benetzt.»

Federnde Flügel

In einem weiteren Schritt untersuchten die Wissenschaftler auf ähnliche Weise die Wasserfestigkeit von Schmetterlingsflügeln: Sie liessen Tropfen auf die Flügel fallen, die sich dabei einmal frei bewegen konnten, einmal auf einer festen Unterlage auflagen. In einem Video haben sie festgehalten, wie die beweglichen Flügel das Wasser viel besser abfedern und so weniger nass werden.

Im Zuge der Studie entwickelte das Team um Poulikakos allgemeine Regeln, wie Entwickler und Ingenieurinnen den Flexibilitätseffekt für wasserabweisende Materialien einsetzen können. Damit liessen sich beispielsweise wasserfeste Textilien für Zelte oder Kleidung optimieren, schrieb die ETH. (sda/pb)