Sandfischeffekt
Als Sandfischeffekt bezeichnet man die abriebs- und reibungsarme Eigenschaft der Haut einiger wüstenbewohnender Reptilien. Bisher ist er von drei Gattungen bekannt: Den Sandfischen (Scincus), den Sandschleichen (Sphenops) und den Echten Sandboas (Eryx). Bei diesen Reptilien entwickelte sich die spezielle Struktur der Haut jeweils konvergent als eine Anpassung an die im Wüstensand grabende Lebensweise.
Die Schuppen sind wie bei anderen Reptilien aus Keratin gebildet, die Eigenschaften beruhen auf der Mikrostruktur. Unter dem Rasterelektronenmikroskop zeigen die Schuppen in Abständen von etwa 8 Mikrometern quer verlaufende Schwellenstrukturen von etwa einem Mikrometer Durchmesser und Höhe. Bei Rückenschuppen sind zudem dornenartige Fortsätze („Nano-Spikes“, 40 nm) auf den Schwellenstrukturen zu erkennen. Auf ein Sandkorn kommen im Schnitt 38 Schwellen; sie fungieren als „Bürsten“, welche fest an den Sandkörnern haftende Tonmineralien-Schichten abtragen, dies vermindert den Reibungskoeffizient signifikant. Dadurch wird verhindert, dass sich die Tonmineralien an der Haut absetzen; die Minerale an den Schwellen selber konnten in einem Versuch bereits durch leichtes Pusten oder einen weichen Pinsel entfernt werden.
Die Schuppenstruktur verhindert auch den durch Festfressen kleiner Partikel verursachten Abrieb der Schuppen.
Aufgrund dieses Feinbaus können die genannten Reptilien sich schnell im Sand fortbewegen, ähnlich dem Schwimmen im Wasser. In Versuchen zeigte sich, dass die Schuppen dieser Reptilien abriebs- und reibungsärmer als konventionelle Materialien wie etwa Stahl sind, daher ist der Sandfischeffekt ein aktuelles Forschungsgebiet der Bionik.
Literatur
- Ingo Rechenberg u. a.: Tribologie im Dünensand – Sandfisch, Sandboa und Sandschleiche als Vorbild für die Reibungs- und Verschleißminderung. Schlussbericht, BMBF-Förderkennzeichen 0311967A, Laufzeit 1. Februar 2006 bis 31. März 2009, (PDF-Datei; 3,32 MB)