Spider-Man-Anzug Mit künstlichen Härchen an Wänden haften

Superhelden-Eigenschaften durch Superanzüge - physikalisch könnte das möglich sein. Ein italienischer Ingenieur hat ausgerechnet, wie jeder Sesselsitzer zum spinnengleichen Kletterer werden könnte. Im Unterschied zum echten Spider-Man sogar ohne Spinnenbiss.


Es ist ein geschmeidiges Gedankenspiel, zu dem der italienische Ingenieur Nicola Pugno sich in der Fachzeitschrift "Journal of Physics: Condensed Matter" aufschwingt: Wie der Comic-Held Spider-Man könnte auch jeder Normalbürger an Wänden hochklettern, gar an der Decke haften.

Spider-Man (Filmszene): Klettern, schwingen, haften - auch in der Realität?
Columbia TriStar

Spider-Man (Filmszene): Klettern, schwingen, haften - auch in der Realität?

In den Spider-Man-Verfilmungen ist es ein hautenger Anzug, der den Schauspieler Tobey Maguire optisch zum Superhelden werden lässt. Die dazugehörigen Kräfte bekam er jedoch durch den Biss einer Laborspinne verpasst. Arachnophobiker wird freuen, dass Pugno von der Technischen Hochschule in Turin den Spinnenbiss überflüssig machen will - bei ihm soll allein dem passenden Gewand alle nötigen Fähigkeiten innewohnen. Lediglich geschickt angeordnete Kohlenstoffröhrchen im Nanoformat seien dazu nötig.

Vorbild ist das effektive biologische Haftprinzip, wie es etwa von Geckos und Spinnen bekannt ist. Schon mehrmals haben Wissenschaftler versucht, Geckofüße zu kopieren. Diese sind mit winzigen elastischen Härchen versehen, deren Spitzen von den Atomen einer Oberfläche aufgrund der sogenannten Van-der-Waals-Kraft angezogen wird. Zwar ist diese Kraft bei jedem einzelnen Haar sehr gering, durch die Kombination der unzähligen Härchen - auch Setae genannt - eines Fußes reicht sie jedoch aus, um den Gecko selbst unter einer Glasplatte hängend problemlos zu halten.

Ein vielversprechender künstlicher Ersatz für die Setae sind Kohlenstoffnanoröhrchen, mikroskopisch kleine röhrenförmige Strukturen aus Kohlenstoffatomen, die etwa 200 Mal stärkere Haftwirkungen haben können als die Setae.

Vom Nanoröhrchen zu Spidermans Seil

Bislang bereiten künstliche Geckofüße Forschern im Labor aber noch grundsätzliche Probleme, sie funktionieren nur im Kleinformat. Der Grund: Sobald die Röhrchen verlängert werden, verlieren sie ihre Standhaftigkeit und verkleben untereinander. Dickere, festere Varianten sind hingegen nicht flexibel genug, um sich an die Oberfläche anzupassen und haften daher auch nicht richtig - eine technische Zwickmühle, so scheint es.

Pugno glaubt nun, eine Lösung gefunden zu haben: Seinen Berechnungen zufolge müsste eine hierarchische, verzweigte Struktur aus Nanoröhren beide Eigenschaften vereinigen - die größeren Basisröhrchen sollten Stabilität gewährleisten, während die dünnsten an den Spitzen der Verzweigungen ausreichend flexibel sein sollten, um gut zu haften. Mit einer derartigen Struktur beschichtet, sollten Handschuhe, Stiefel und auch künstliche Spinnenfäden gut an verschiedenen Oberflächen haften können, fasst das Magazin "New Scientist" Pugnos Studie zusammen. Forscher am Rensselaer Polytechnic Institute in Troy, im US-Bundesstaat New York, haben bereits solche verzweigten Röhrchen herstellen können.

Dasselbe Prinzip könnte auch für die elastischen Fäden angewendet werden, mit denen Spider-Man sich von Haus zu Haus schwingt, so der Forscher. Seine Vision ist eine Art Kabel aus etwa vier Millionen, jeweils mehrere Meter langen Nanoröhrchen mit Verzweigungen an jedem Ende, mit deren Hilfe die Seilenden an einer Oberfläche haften können. Dass meterlange Kohlenstoff-Nanoröhrchen möglich sind, berichteten Forscher bereits im November 2005 in der Wissenschaftszeitschrift "Science". Vier Millionen solcher langen, sehr dünnen Fasern, könnten ein Spider-Man-Seil bilden, so Pugno.

Pugnos Kollege Stefano Mezzasalma von der Universität Triest hält die Idee für realisierbar. Dem "New Scientist" sagte er: "Der Prototyp eines Spider-Man-Anzugs könnte in etwa einem Jahrzehnt fertig sein."

stx/ddp



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