Die Füße von Geckos sind extrem klebrig ? und dennoch immer sauber, obwohl niemals eine der Echsen bei der Fußreinigung beobachtet wurde. Wie die wärmeliebenden Tiere dieses scheinbar Unmögliche schaffen, haben nun amerikanische Wissenschaftler geklärt: An den klebrigen feinen Härchen der Geckofüße bleibt zwar auch Dreck und Staub hängen, doch dieser Schmutz haftet an den Härchen etwas schlechter als an anderen Oberflächen. So genügen wenige Schritte, bis die Geckofüße wieder sauber sind. Ihre Forschungsarbeit an den Geckos stellen Wendy Hansen und Kellar Autumn vom Lewis and Clark College in Portland im Fachmagazin PNAS vor (Online-Vorabveröffentlichung, doi 10.1073/pnas.0408304102).
Geckos können mit ihren klebrigen Füßen selbst glatte Glasflächen empor- oder an der Decke eines Zimmers entlanglaufen. Ein dichter Besatz aus so genannten Setae an den Füßen ermöglicht ihnen diese extreme Haftung. Diese nur wenige tausendstel Millimeter dünnen Härchen können sich auch den feinsten Unebenheiten des Untergrunds noch anpassen. Damit ist die Kontaktoberfläche zwischen Fuß und Wand extrem groß. Die eigentliche Haftung der Härchen beruht auf den so genannten Van-der-Waals-Kräften, wie Wissenschaftler in früheren Studien nachweisen konnten. Diese Kräfte entstehen durch elektrostatische Wechselwirkungen zwischen den Molekülen der Haare und denen der Wand.
Warum die Härchen jedoch nicht ständig durch Staub- und Sandkörnchen blockiert und damit unbrauchbar werden, war bislang ein Rätsel. Weder konnten Geckos je beim Reinigen ihrer Füße beobachtet werden, noch fanden Forscher an ihren Füßen ein reinigendes Sekret. Auch können die Tiere den Staub nicht abschütteln. Die Physikerin Wendy Hansen und der Biologe Kellar Autumn fanden in aufwändigen Berechnungen nun des Rätsels Lösung: Da immer nur wenige Setae ein Schmutzteilchen festhalten können, sind dessen Haftungskräfte an einer Oberfläche größer als die Kräfte, mit denen die Härchen es festhalten können. Auf diese Weise bleibt der Schmutz beim Gehen an der Oberfläche zurück und nicht an den Härchen hängen.
“Die Selbstreinigungskräfte der Geckofüße sind nur eine Frage der Geometrie und nicht der Chemie”, kommentiert Autumn die Ergebnisse. Die Wissenschaftler wollen nun ihr Rechenmodell für die Haftungskräfte von Geckofüßen auch für technische Anwendungen nutzen. Künstliche Geckohaare, die sich selbst reinigen, könnten beispielsweise aus Robotern gewandte Kletterer machen.
ddp/bdw ? Ulrich Dewald
