Die Zähne der Napfschnecke sind zwar winzig, aber enorm verschleissbeständig. Der Grund liegt in der Mikrostruktur des Zahns, wie ein internationales Forscherteam unter Beteiligung von Physikern der Montanuniversität Leoben in Österreich herausgefunden hat.

Die Napfschnecke (Patella vulgata) lebt an Meeresküsten: Um sich zu ernähren, schabt sie mit ihren Mikrometer grossen Raspelzähnen, die sich auf der Zunge der Schnecke befinden, Algen von Felsen in der Meeresbrandung. Dazu braucht sie sehr harte und verschleissbeständige Zähne. Diese haben sich im Verlauf der Evolution zu den stärksten biologischen Materialien überhaupt entwickelt.

Seltenes Materialverhalten

Die Forschenden untersuchten die winzigen Zähne der Tiere und beobachteten ein sehr unkonventionelles und seltenes Materialverhalten: Im Normalfall würde ein Material, das man in Längsrichtung zieht, sich ausdehnen und dünner werden. In diesem Fall nahm es jedoch an Dicke zu, wenn man es streckte. In solchen – seltenen – Fällen spricht man von auxetischen Materialien.

Laut den Forschenden ist die nächste Herausforderung nun, das von der Natur Gelernte in technologisch relevante Werkstoffe umzusetzen. Dies sei etwa mit modernen Methoden der additiven Fertigung, dem 3D-Druck, im mikroskopischen Massstab denkbar.

Anwendungen für Materialien mit hoher Härte und Verschleissbeständigkeit gäbe es viele: Etwa im Bereich der Werkzeugindustrie, wo beispielsweise Bohrer oder Fräsköpfe mit Schichten aus sehr harten und verschleissbeständigen Materialien überzogen werden, um längere Lebensdauer und besseres Schneidverhalten zu garantieren.