- Marco Lo Presti entwickelte eine innovative, klebrige Faser, inspiriert von Unterwasser-Klebstoffen. Die Entdeckung erfolgte unerwartet während der Laborreinigung und führte zur Entwicklung eines kontaktlosen Haftmittels. Die Faser wurde durch eine koaxiale Nadel mit Aceton in der Luft gesponnen, um ihre Festigkeit zu steigern. Erste Anwendungen könnten bei der Unterwasserbergung oder in der Drohnentechnologie liegen. Die Forschung zeigt das Potenzial von unerwarteten Entdeckungen in der Materialwissenschaft.
Langsam, aber sicher kommen wir den futuristischen Gerätschaften näher, die wir uns in unserer Kindheit ausgemalt haben. Penny Browns Video-Uhr aus der Serie “Inspector Gadget”? Abgehakt. Der Tricoder von Star Trek? Fast erreicht. Aber Netzschießen? Netzschwingen? Das war eine Technologie, die niemand erwartet hätte. Und es war auch nicht Teil des Forschungsplans des Wissenschaftlers, der die starke, klebrige, luftgesponnene Faser zur Realität machte: Marco Lo Presti vom Silklab der Tufts University.
Bereits 2020 arbeitete Lo Presti, ein Forschungsassistent in der biomedizinischen Ingenieurwissenschaft, an der Herausforderung von Unterwasser-Klebstoffen. Sein erstes Materialien aus Seide und Dopamin ahmten die Fähigkeit von Miesmuscheln nach, sich fest an Steinoberflächen im Wasser zu heften. Bei der Reinigung von Laborgeräten entdeckte Lo Presti, dass sich die Mischung zu einer festen Struktur entwickelte, ähnlich einem Netz. So entstand die Idee, ein fernwirksames Haftmittel zu entwickeln, das keinen physischen Kontakt benötigt.
Faszinierende Entdeckung
Fiorenzo Omenetto, Professor für Ingenieurwissenschaften und Leiter des Silklabs, weist darauf hin, dass man viele Experimente nicht planen könne. Meist gehe es darum, Verbindungen zu schaffen und von der Natur inspirierte Phänomene spielerisch zu erkunden. Lo Presti beendete zunächst seine Forschungen über Unterwasser-Klebstoffe mithilfe von Biomolekülen im Jahr 2021. Dabei stellte sich heraus, dass die neuen Materialien von Spinnenweben inspiriert sind, obwohl sie weit über die Fähigkeiten natürlicher Spinnen hinausgehen.
Im Labor in Medford, Massachusetts begannen Lo Presti und seine Kollegen, einen dünnen Seidenfaden in Kombination mit Dopamin durch eine Nadel zu leiten. Diese Mischung wurde ursprünglich in ein Acetonbad gegeben, was zur Verfestigung und Bildung eines Hydrogels führte. Das Team integrierte Aceton in das äußere Schicht einer koaxialen Nadel, um die Substanz in der Luft zu festigen und starke, gesponnene Fasern zu schaffen.
Zukunftsvision
Mit Blick auf popkulturelle Inspirationen erforschte das Team die Faserstärke, indem sie Objekte wie einen Kokon oder einen 2-Gramm-schweren Edelstahlbolzen anvisierte. Durch weitere Materialbeigaben wurde die Zugfestigkeit der Fasern und ihre Haftbarkeit verbessert. Aktuell können Objekte bis zu 35 Zentimeter entfernt unter kontrollierten Bedingungen erfasst und bewegt werden. Die beste Leistung erzielten die Seidenfasern auf Holz und Karton, funktionierten jedoch auch auf Kunststoff, Glas und Metall.
Der Gedanke an Spider-Mans Fähigkeiten liegt auf der Hand, jedoch betont Omenetto, dass der Weg dahin noch weit ist. Erste Anwendungen könnten die Bergung von Unterwasserobjekten oder der Einsatz in Drohnentechnologie sein. Lo Presti ist offen für neue Ideen, wie man das Potenzial weiter steigern könnte. Die Forschung zeigt, dass die Kombination von Grundlagenforschung und unerwarteten Entdeckungen die Tür zu bahnbrechenden Entwicklungen in der Materialwissenschaft öffnen kann.
