Der 3D-Drucker macht es möglich: Künstliche Haifischhaut

Der 3D-Drucker macht es möglich: Künstliche HaifischhautDas geht unter die Haut: Wissenschaftlern der Harvard Universität ist es gelungen, künstliche Haifischhaut herzustellen – mit der Hilfe von 3D-Scannern sowie 3D-Druckern.

Schwimmen wie ein Hai

Haie sind ausgesprochen beeindruckende Tiere. Es gibt mehr als 500 Arten, sie beherrschen das Element Wasser und gelten aufgrund ihrer Schnelligkeit, ihrer Eleganz und ihrer Kraft als Räuber der Meere. Die Geschwindigkeit, mit der sie durchs Wasser gleiten, lässt sich auf die Struktur ihrer Haut zurückführen. Diese besteht aus sogenannten Placoidschuppen, das sind schuppenartige Hautzähnchen, die so ausgerichtet sind, dass sie sich in der Richtung vom Kopf zur Schwanzflosse glatt und umgekehrt sehr rau anfühlen. Darüber hinaus ist die Haut der Haie durch eine Rillenstruktur (Riblets) geprägt. Die Rillen verringern den Oberflächenwiderstand und setzen die Reibungswirkung herab. Das Ergebnis: Der Haifisch kann ausgesprochen schnell und elegant durchs Meer schwimmen – das Wasser perlt quasi an ihm ab. Diesen Effekt möchte sich auch die Wissenschaft zunutze machen, vor allem um den Treibstoffverbrauch von Schiffen, U-Booten und Flugzeugen zu verringern.

Hilfe kommt aus der 3D-Druck-Technologie

Bis zum heutigen Zeitpunkt wurde der Haifischhaut-Effekt kaum erforscht; die echte Haut ließ sich einfach zu schlecht modifizieren. Nun haben Wissenschaftler der Harvard Universität die 3D-Druck-Technologie zu Rate gezogen – und waren erfolgreich! Die Wissenschaftler George Lauder, Li Wen und James Weaver erzeugten einen hochauflösenden Scan von der Oberfläche eines Makohais und konnten daraus ein 3D-Modell erzeugen. Nach vielfältigen Experimenten kamen die Wissenschaftler zu dem Entschluss, die Haihaut mit dem 3D-Drucker zu erzeugen. Zwar war der Druck der künstlichen Schuppen nur in einem 10-mal größeren Format möglich, erfolgreich waren sie letztendlich doch.

Probieren geht über studieren

Nachdem die künstliche Haifischhaut ausgedruckt wurde, kam es zum Praxistest. Dieser ergab folgende beeindruckenden Ergebnisse: Bei der niedrigsten Strömungsgeschwindigkeit reduzierte sich der Strömungswiderstand um 8,7 Prozent. Durch eine gleichmäßige Bewegung der Haut im Wasser konnte die Schwimmgeschwindigkeit um 6,6 Prozent und der Energiebedarf um 5,9 Prozent reduziert werden.

Foto: Session One – Fotolia.com

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