Homepage: Wenn Würmer mit Spucke töten IAP-Forscher entdecken Effekt in Wurm-Sekret

Potsdamer Polymerforscher haben bei winzigen Wurmtieren einen Mechanismus entdeckt, der in Zukunft in der Materialforschung eine Rolle spielen könnte. Zusammen mit Forschern anderer Institute haben Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Kolloid- und Grenzflächenforschung das Fangsekret von Stummelfüßern analysiert. Dabei entdeckten sie einen bemerkenswerten Effekt, durch den sich Polymermaterialien bilden. Nanopartikel aus dem Sekret bilden Polymerfäden, die in Wasser recycelt werden können.

Um Beute zu fangen, schießen die wurmartigen Kleintiere mit einem klebrigen Sekret, das sich unter Krafteinwirkung zu festen Fäden versteift. Das Besondere dieser Fäden ist, dass sie sich wieder auflösen lassen und danach erneut bilden. Dass sich aus dem zuvor flüssigen Sekret reversibel Polymerfasern ziehen lassen, war für die Forschern von großem Interesse. „Gut möglich, dass sie eines Tages in der Lage sein werden, neuartige, recycelbare Materialien nach dem Prinzip der Stummelfüßer nachhaltig zu synthetisieren“, so eine Sprecherin des Golmer Max-Planck-Instituts.

„Wir wussten schon vorher, dass der Schleim vor allem aus großen Proteinmolekülen und Fettsäuren besteht“, sagte Alexander Bär vom Forscher-Team. Am Potsdamer Max-Planck-Institut fand man dann heraus, dass Eiweiße und Fette gemeinsam winzige Kügelchen formen. „Die Stummelfüßer produzieren die Protein- und Fettmoleküle sowie weitere Komponenten separat“, erklärt Bär. Außerhalb der Drüsenzellen formen sich dann Nanoglobuli eigenständig und sorgen für die fadenbildenden und klebrigen Eigenschaften.

Die besonderen Eigenschaften entstehen dadurch, dass bei der Bewegung des mit Sekret benetzten Beutetiers Scherkräfte auf den Schleim wirken. Dadurch werden die Nanoglobuli zerrissen. Schwingungsspektroskopische Untersuchungen in Potsdam haben gezeigt, dass Proteine und Fettsäuren dabei voneinander getrennt werden. „Während Proteine sich im Inneren des Schleimfadens zu langen Fasern formieren, werden die Fett- und Wassermoleküle nach außen verdrängt und bilden dort eine Art Ummantelung“, erklärte Bär. Die Forscher stellten auch fest, dass der Proteinstrang im Inneren eine Steifigkeit aufweist, die der von Nylon ähnelt. Das erkläre die besonderen Eigenschaften der Fäden.

Weitere Versuche zeigten, dass sich die ausgehärteten Schleimfäden nach dem Trocknen binnen einiger Stunden wieder in Wasser auflösen lassen. Aus dem zurückgewonnenen Schleim ließen sich erneut klebrige Fäden ziehen. Das Ganze erfolgt mit Biomolekülen und bei normaler Umgebungstemperatur. Nun hoffen die Forscher, sich von diesem Mechanismus etwas für eine nachhaltige Produktion von künstlichen Materialien abschauen zu können. Jan Kixmüller