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- 25.07.2003 -

 

 

 

 

 


 

Optik: Tiefsee-Schwamm schlägt Glasfaser

Tiefsee-Schwämme produzieren US-Forschern zufolge ein Material, das technischen Glasfaser-Leitern in vieler Hinsicht weit überlegen ist.

(jkm) - Ingenieure müssen häufig feststellen, dass es für ihre Entwicklungen schon längst Gegenstücke in der Natur gibt. So geschehen im Fall der Glasfaser, berichtet eine amerikanisch-israelische Forschergruppe im Magazin "Nature". Ausgerechnet ein Schwamm aus der lichtlosen Tiefsee besitzt gläserne Nadeln, die das Licht ebenso gut leiten wie vom Menschen produzierte Glasfasern. In puncto Bruchfestigkeit schneiden die natürlichen Glasfasern sogar besser ab.

Schwämme aus der Gattung Euplectella besitzen lange Quarz-Fasern zur Verankerung im schlammigen Sediment. Vielleicht könnten diese Fasern auch Licht in der ewigen Dunkelheit verbreiten, spekulieren die Forscher um Joanna Aizenberg von den Bell Laboratories in Murray Hill, New York. "Dieser 'erleuchtende' Schwamm könnte ein neues Licht auf biologisch inspirierte, bei niedrigen Temperaturen ablaufende Prozesse werfen, die wiederum zu besseren Glasfaser-Materialien und -Netzwerken führen könnten", schreiben sie.

Der Gießkannenschwamm Euplectella lebt am Meeresgrund in bis zu 5.000 Metern Tiefe. Im Englischen wird er als "Venus' flower basket" (Blütenkorb der Venus) bezeichnet, da er Krabben während der Paarung als Unterschlupf dient. Zur Gruppe der Glasschwämme gehörend, besteht sein Nadelskelett nicht aus Horn, sondern aus Quarz. Sein Fußende ziert ein Büschel fingerlanger und kaum einen Zehntel Millimeter dicker Fasern, deren Kern aus nahezu reinem Siliziumdioxid besteht. Nach außen hin folgen ein Zentralzylinder mit einem hohen Anteil und eine mehrschichtige Ummantelung mit einem geringeren Anteil organischen Materials.

Aizenberg und ihre Kollegen ermittelten, dass der Brechungsindex dieser Fasern vom Kern zum Zentralzylinder abrupt fällt und im Mantel langsam wieder ansteigt. Damit kommen die Schwammfasern nicht nur theoretisch Glasfasern gleich, belegten Experimente. "Diese biologischen Fasern ähneln kommerziellen Fasern für die Telekommunikation insofern, als sie aus dem gleichen Material aufgebaut sind, vergleichbare Abmessungen haben und ähnliche Brechungsindizes in Kern und Mantel aufweisen", schreiben die Forscher. Der mehrschichtige Mantel mache sie jedoch deutlich bruchfester. Zudem würden die Schwammfasern unter milden Bedingungen gebildet und könnten daher leicht durch Einbau bestimmter Ionen beeinflusst werden. Die hohen Temperaturen bei der Produktion von Glasfasern mache diese Dotierung problematisch.

 

 Mehr Informationen:

Nature

Glassschwämme

Glasfaser

 

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