Geckos sind die Lieblinge von biologisch inspirierten Physikern und Robotern, die sich dank der Kraft van der Waals an Wänden festhalten und über Decken huschen können. Infolgedessen erhalten Geckofüße die meiste Aufmerksamkeit der Forschung.
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Jetzt macht sich ein australisches und britisches Team für Geckohaut stark. Wie sie kürzlich entdeckten, treiben winzige, superhydrophobe Stacheln an den Geburtstagskostümen der Eidechsen Wassertropfen aktiv voran, indem sie sie entweder sanft wie Laternen am Wasserhimmel freisetzen oder wie Poolbälle wegschießen. Wie das Team in der Royal Society Interface berichtet, ist diese neu entdeckte „Geckoveszenz“ wahrscheinlich eine wertvolle Strategie, um krankheitsfrei zu bleiben. In einer feuchten Umgebung würde das Trockenhalten der Haut dazu beitragen, Bakterien oder Pilze davon abzuhalten, sich niederzulassen und böse Infektionen zu verursachen, ein Verbrechen einiger Reptilien.
Die Forscher machten die Entdeckung mit wilden Geckos mit Kistenmuster, einer Art Eidechse, die an Orten in Australien lebt, an denen es wenig regnet, die aber sehr feucht und über Nacht tau sind. Leider musste das Team die Geckos für das Experiment einschläfern. Sie entfernten die Haut der Eidechsen und teilten sie in kleine Teile, die sie auf eine Kupferplatte legten, die kälter als der Taupunkt im Labor war, um die natürliche Bildung von Kondenswasser zu fördern. Mit einem Rasterelektronenmikroskop zoomten sie auf die feinen Hautstacheln des Geckos, die jeweils nur wenige Mikrometer hoch waren, und filmten die Haut auf der Makroskala.
Das Team identifizierte nicht nur einen, sondern mehrere Mechanismen, die dafür verantwortlich sind, die Gecko-Haut von Wasser zu befreien. Wie ein wasserdichtes Lotusblatt regt die Struktur der Geckohaut die Ansammlung kleiner Tautropfen an und verhindert, dass sich das Wasser gleichmäßig auf der Oberfläche verteilt. Wenn mehr Wasser zusammenkommt, wachsen die Tröpfchen. Wenn die Tropfen eine ausreichende Größe erreichen, beginnen sie mit Kräften wie Wind und Schwerkraft zu interagieren, während sie gleichzeitig von den hydrophoben Geckostacheln abgestoßen werden. Ein Wassertropfen mit einem Durchmesser von etwa 2 Millimetern würde beispielsweise die Abstoßungskraft von etwa 100.000 Hautstacheln spüren. Schließlich gewinnen die äußeren Prozesse und das Tröpfchen wird von der Haut geschleudert.
Zwei Sätze von Zeitreihenbildern zeigen einen winzigen Tropfen, der mit einem größeren zusammenstößt, wodurch der kombinierte Tropfen schnell von der Haut des Geckos abperlt. Bild: Watson et al., Royal Society Interface Das Team beobachtete auch, dass, wenn ein kleines externes Tröpfchen (zum Beispiel aus Nebel) auf einem größeren Tröpfchen landet, das bereits auf dem Gecko ist, die resultierende Änderung der Oberflächenenergie das große Tröpfchen mit hoher Geschwindigkeit abschießt, fast wie zwei kollidierende Poolbälle. Schließlich stellten sie fest, dass sehr kleine Wassertropfen - mit Durchmessern von etwa 10 bis 80 Mikrometern - keine äußeren Wechselwirkungskräfte erfordern, um von der Haut abgestoßen zu werden. Sie sind klein genug, dass die hydrophoben Stacheln sie einfach loswerden. Die Forscher testeten nur kastenförmige Geckos, aber frühere Studien haben bei allen Arten von Geckos Mikrospinen gefunden, was darauf hindeutet, dass andere Arten möglicherweise wassertreibende Kräfte haben.
Anscheinend helfen Geckos nicht nur beim Design von biologisch inspirierten Klebstoffen, sondern auch bei potenziell selbsttrocknenden Oberflächen. Vielleicht ist jedes Fenster der Zukunft mit einer eigenen synthetischen Geckohaut versehen, die das Eindringen von Kondenswasser verhindert, bevor es überhaupt entstehen kann.
