Wattwurm liefert Blaupause für hochfeste Werkstoffe im Flugzeugbau

Beißwerkzeuge des Wattwurms enthalten ein Protein, das die Grundlage für einen Syntheseprozess neuer Leichtbaumaterialien liefern soll.

Wattwurm
Wattwurm

Durham (USA)/Santa Barbara (USA) - Vor allem nachts schlägt der Grüne Meerringelwurm kraftvoll seine Fänge in Aas und Pflanzen. Das hochfeste Material der Kiefer soll nun Vorbild für leichte und stabile Werkstoffe im Flugzeugbau werden. Wissenschaftler analysierten dazu den Aufbau der Beißwerkzeuge des Wattwurms "Nereis virens". Sie bestehen unter anderem aus einem einzigartigen Protein, das die Grundlage für einen Syntheseprozess neuer Leichtbaumaterialien liefern soll, berichten die Forscher im Fachblatt "Biomacromolecules".

"Die Kiefer des Meerringelwurms Nereis virens besitzen bemerkenswerte mechanische Eigenschaften", schreiben Chris C. Broomell von der University of California in Santa Barbara und seine Kollegen von der University of New Hampshire, Durham. Am Center to Advance Molecular Interaction Science in Durham untersuchten sie die Beißwerkzeuge von etwa tausend Wattwürmern, die sie in Harbor Bait an der nordamerikanischen Atlanktikküste gesammelt haben. In der Analyse entdeckten sie ein neues Protein – Nereis virens Kieferprotein-1 (Nvjp-1) -, das große Anteile der Aminosäure Histidin enthält. Zudem entschlüsselten sie die chemischen Bedingungen, unter denen sich das Kiefermaterial bilden kann. Die Gegenwart von Zink spielt dabei eine große Rolle.

Auf dieser Grundlage könnte nun ein chemischer Prozess entwickelt werden, um eine synthetische Version dieses leichten und extrem harten Werkstoffs herzustellen. Die Stabilität der Wurmkiefer ist vergleichbar mit der Festigkeit menschlicher Zähne und besser als jedes verfügbare Polymermaterial. Gelingt der Nachbau dieser biologischen Substanz, könnte es als Alternative zu harten, aber brüchigen Keramiken und zu deutlich schwereren und hochfesten Stahllegierungen im Fahrzeug- und Flugzeugbau eingesetzt werden.