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(idw). Als Souvenir haben sich Muschelschalen bereits einen festen Platz im Herzen der Strandurlauber erobert. In Zukunft könnten sie aber auch andere Bereiche im Körper für sich beanspruchen.
Nachgeahmtes Perlmutt soll als Implantat für medizinische Prothesen Verwendung finden. Ein Forscherteam um Prof. Berend Denkena vom Produktionstechnischen Zentrum (PZH) der Leibniz Universität Hannover untersucht dabei das natürliche Material aus den Muschelschalen und zieht daraus Rückschlüsse auf künstlich hergestellte Varianten. Erste Ergebnisse deuten in mehrfacher Hinsicht eine Überlegenheit des Perlmutts gegenüber herkömmlichen Materialien an.
So könnten etwa Knie- und Hüftimplantate noch bruchsicherer und belastungsresistenter gemacht werden. Die Lebensdauer von Gelenkprothesen würde damit deutlich erhöht. Perlmutt bildet die innerste Schicht der Schalen verschiedener Mollusken, etwa Muscheln und bestimmter Schnecken. Dabei ist Aragonit, eine Modifikation des Calciumcarbonats, in Schichten und Stapeln zusammen mit organischen Komponenten angeordnet. Dem Perlmutt verleiht dieser Aufbau im Wechsel von weichen organischen Bestandteilen und hartem Kalk eine außerordentliche Bruchfestigkeit und Zähigkeit. Doch auch der Mensch hat schnell die Vorzüge des Materials erkannt und für sich zu nutzen gewusst: Weil das Licht gebrochen und zum Teil reflektiert wird, schillert Perlmutt in allen Regenbogenfarben.
Schon früh also wurden daraus etwa Knöpfe sowie Schmuck und geschnitzte Kunstwerke hergestellt. Mittlerweile interessiert sich aber auch die Wissenschaft stärker für dieses spannende Material. Denn es ist ein weiteres Beispiel für ein hart-elastisches Komposit, wie es die Natur in vielen Bereichen mit hoher mechanischer Belastung entwickelt hat. Oft sind dabei die Verbundstoffe den Einzelkomponenten weit überlegen.
Auch die Bruchzähigkeit einer Muschelschale ist rund 3000-fach höher als die des reinen Aragonits. Für eine technische Nutzung dieser Stoffe muss aber erst der Feinaufbau des betreffenden Materials entschlüsselt werden, um anhand dieser Vorlage biomimetische Stoffe entwickeln zu können. So nennt man Materialien, die ihren natürlichen Vorbildern ähneln, ohne aber identisch zu sein.
Die Vorzüge der synthetischen Varianten: Sie sind in der Regel in größeren Mengen herstellbar und können in ihren Eigenschaften präzise angepasst werden.
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