Reibungsvermindernde Haut des Sandskinks
                          (Wüstensandfisch)

Sandfisch (Scincus albifasciatus)

These der Bioniker

Schwimmen unter dem Sand, so wie es der Sandfisch (oder Sandskink) in der Sahara vollbringt, ist gewiss noch anstrengender als Schwimmen im Wasser. Deshalb sollten, so die These der Bioniker, die Schuppen des Sandfisches – wenn die Evolution auf Energiesparen setzt – einen Mechanismus aufweisen, der Festkörperreibung (hier Sandreibung) herabsetzt. In der Tat sieht die Oberfläche der Sandfischbeschuppung wie poliert aus.

Experimente in der Wüste Erg Chebbi

In der Wüste Erg Chebbi (Marokko) am Rande der Sahara wurden im Sommer 2000 erste Reibungsmessungen an Sandfischen durchgeführt. Leitgedanke für die Konstruktion eines Gleitreibungsmessers für Sand war die Sanduhr. Aus einem Glasbehälter mit ausgezogener Kanüle fließt ein feiner Sandstrahl auf eine geneigte Ebene.

Definition der Reibungszahl μ
und prinzipieller Messaufbau

Ist der Neigungswinkel groß,wird der Sand weiterrutschen. Der Winkel, bei dem das Rutschen stoppt, ist der Gleitreibungwinkel (Reibungszahl). Für betäubte und getötete Sandfische ergab sich ein Gleitreibungswinkel von 21°.

20°
Sandstrahl stoppt

22°
Sandstrahl fließt

Oberflächenvergleich

In derselben Versuchsreihe wurde für hoch polierten Stahl 25°, für Glas 28° und für Nylon 30° gemessen. Das krönende Ergebnis: Die Biologie besitzt die Lösung mit geringster Reibung. Mit einer technologisch nachgebildeten Schuppenoberfläche des Wüstensandfischs könnten z. B. neue Lager entstehen. Die Schuppenoberfläche des Wüstensandfischs wird zu einem neuen Forschungsobjekt der Bioniker.

Sandreibung am Sandfisch
im Vergleich zu technischen Oberflächen

BMBF-Wettbewerb:

Bionik 2005

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