Spinnenfäden gelten seit Jahren als Vorbild für Hightech-Materialien, doch sind schwierig nachzuahmen. Eine internationale Studie deckt nun auf, wie clever die Natur das klassische Dilemma zwischen Elastizität und Reißfestigkeit umgeht. Forschende der Universität Greifswald und weitere Partner haben die Fangtechnik der Kescherspinne untersucht und dabei ein Prinzip entdeckt, das neue Impulse für die Bioökonomie liefern könnte: biologisch inspirierte Fasern, die zugleich dehnbar und belastbar sind.

Wenn das Netz zur Hightech-Feder wird

Die Kescherspinne verlässt sich nicht auf ein statisches Netz. Stattdessen hält sie ein klebriges Geflecht zwischen ihren Vorderbeinen und wirft es blitzartig auf ihre Beute. Für die Fäden bedeutet das extreme Belastungen: Sie müssen sich stark dehnen lassen, ohne zu reißen, und gleichzeitig genug Kraft aufbringen, um die Beute zu halten. Mithilfe von Hochgeschwindigkeitskameras und Elektronenmikroskopen fanden die Forschenden heraus, wie das gelingt. Der Fangfaden besitzt einen elastischen Kern, der von feinen, schleifenartig angeordneten Faserbündeln umgeben ist. Zunächst ist der Faden weich und nachgiebig. Wird er gedehnt, strecken sich die Schlaufen, und das Material wird plötzlich steifer und widerstandsfähiger.

Inspiration für nachhaltige Materialien

Diese „intelligente“ Mikrostruktur erlaubt es der Spinne, die Steifigkeit ihrer Fäden gezielt zu variieren: stabile, tragende Fäden im Rahmen des Netzes und hoch elastische Fäden dort, wo die Beute gefangen wird. Für die Bioökonomie ist das besonders spannend. Denn bisher müssen Industrie und Materialforschung meist zwischen Flexibilität und Stabilität wählen. Das neu entdeckte Prinzip der „schlaufenverstärkten Elastomere“ könnte helfen, diesen Zielkonflikt zu überwinden. Denkbar sind Anwendungen in nachhaltigen Textilien, medizinischen Implantaten oder leichten, robusten Verbundstoffen. Die Studie zeigt damit einmal mehr, welches Innovationspotenzial in biologischen Vorbildern steckt. 

hb