Wissenschafter der Tufts University in Boston haben ein mit Quarz überzogenes Spinnennetz hergestellt. Dazu mischten sie ein Protein, das für den Aufbau der Netzfasern zuständig ist, mit Bioquarz, einem in Zellen natürlich vorkommenden Silikat. Dadurch konnten die Proteinfasern mit einer dichten Packung aus nur etwa einen Mikrometer kleinen Quarzteilchen überzogen werden. Der so entstandene neuartige Werkstoff ist gleichzeitig elastisch und doch hart, und könnte vielfältige Anwendungen in der Medizintechnik oder der Bauindustrie finden, glauben die Forscher.
David Kaplan und seine Kollegen mischten in ihrem Experiment das dem Spinnennetz zugrunde liegende Protein in wässriger Lösung mit Bioquarz, den sie aus Zellen gewonnen hatten. Dabei entstand ein faserartiges Material mit herausragenden mechanischen Eigenschaften: Zum einen nahm die Festigkeit der elastischen Proteinfasern zu, und zum anderen erhöhte sich auch deren Adhäsionskraft.
Eine Untersuchung mit einem Elektronenmikroskops bestätigte, dass sich Quarzteilchen einer Größe zwischen 0,5 und zwei Mikrometern an der Oberfläche der Fasern in dichter Packung anlagerten (siehe Bild). Die relativ kleine Variation der Größe der an den Fasern entstandenen Quarzteilchen überraschte die Forscher, da die Größe von Quarzpartikeln in Zellen oder anderen biologischen Strukturen normalerweise sehr viel stärker schwankt.
Kaplan will nun die Anlagerung der Quarzteilchen an die Fasern noch weiter verbessern, bevor der neue Stoff dann in ersten Anwendungen erprobt werden kann.
PNAS, Online-Vorabveröffentlichung, DOI: 10.1073/pnas.0601096103 Stefan Maier
