Robert Klatt
Forscher haben entschlüsselt, wie Eisbären das Sonnenlicht aktiv nutzen, um ihre Körperwärme aufrechtzuerhalten. Auf Basis dieser Erkenntnisse haben sie ein synthetisches Material entwickelt, das deutlich leichter ist als Baumwolle und wärmer hält.
Amherst (U.S.A.). Eisbären bewohnen einige der unwirtlichsten Regionen der Erde und können Temperaturen von bis zu –45 Grad Celsius in der Arktis widerstehen. Es ist seit Langem bekannt, dass seine Anatomie dazu zahlreiche Anpassungen besitzt, die ihm das Überleben unter diesen extremen Bedingungen ermöglichen. Die Wissenschaft konnte bis heute aber nicht beantworten, wie ein Eisbär seine Körperwärme aufrechterhalten kann.
Einen Teil übernimmt das dicke Fell des Eisbären, der ihn gegen das Wetter isoliert. In den letzten Jahren entdeckte man bei einigen Polartieren zudem, dass diese das Sonnenlicht aktiv nutzen, um ihre Temperatur aufrechtzuerhalten. Dies ist auch beim Eisbären der Fall, obwohl man annehmen könnte, dass schwarzes Fell die Wärme der Sonne besser absorbieren würde.
Wie Trisha L. Andrew von der University of Massachusetts Amherst (UMass) erklärt, ist das weiße Fell nur ein Teil der Lösung.
„Das Fell ist nur die halbe Miete. Die andere Hälfte ist die schwarze Haut der Eisbären.“
Das Fell des Eisbären ist eine natürliche Glasfaser, die das Sonnenlicht zur Haut der Bären leitet, welche das Licht absorbiert und dadurch den Bären erwärmt. Aber das Fell ist zudem außergewöhnlich gut darin, die nun erwärmte Haut daran zu hindern, all die mühsam erlangte Wärme wieder abzustrahlen. Wenn die Sonne scheint, ist es, als hätte man eine dicke Decke, die sich selbst erwärmt und dann diese Wärme dicht an der Haut einschließt.
Laut ihrer Publikation im Fachmagazin ACS Applied Materials & Interfaces ist es den Ingenieuren um Andrew gelungen, auf Basis dieser Entdeckung eines synthetisches Gewebe nach dem Vorbild von Eisbärfell zu entwickeln. Das zweischichtige Gewebe besteht aus einer oberen Schicht aus Fäden, die das sichtbare Licht zur unteren Schicht leiten. Diese ist aus Nylon gefertigt und mit einem dunklen Material namens PEDOT beschichtet. PEDOT erwärmt sich ähnlich effizient wie die Haut der Eisbären.
Eine Jacke aus dem synthetischen Material ist deutlich leichter (30 %) als eine gleich große Jacke aus Baumwolle und hält trotzdem bei Temperaturen, die 10 Grad Celsius kälter sind als das, was die Baumwolljacke aushalten könnte, wärm. Dazu muss aber die Sonne scheinen.
Inzwischen haben die Wissenschaftler das Start-up Soliyarn, LLC gegründet. Geplant ist, dass dieses zeitnah handelsübliche Produkte auf Basis des neuen Materials entwickelt und verkauft. Laut Wesley Viola könnten die Produkte des Unternehmens dabei helfen, Heizkosten zu reduzieren.
„Raumheizung verbraucht enorme Mengen an Energie, die hauptsächlich aus fossilen Brennstoffen stammt. Obwohl unser Textil an sonnigen Tagen als Oberbekleidung besonders gut zur Geltung kommt, funktioniert die licht- und wärmefangende Struktur effizient genug, um sich vorzustellen, dass die vorhandene Innenbeleuchtung genutzt wird, um den Körper direkt zu erwärmen. Indem die Energiequellen auf das persönliche Klima rund um den Körper konzentriert werden, könnte dieser Ansatz wesentlich nachhaltiger sein als der aktuelle Stand der Dinge.“
ACS Applied Materials & Interfaces, doi: 10.1021/acsami.2c23075
