Eselspinguin mit spezieller Nano-Beschichtung an den vorderen Flügelkanten.
Die Pinguine der Antarktis leben unter sehr harten Bedingungen: Bei Temperaturen von bis zu – 40 °C und Windgeschwindigkeiten von bis zu 40 Meter/Sekunde. Das „Chilling“ des Windes reißt das letzte Bisschen Wärme von der Körperoberfläche, die empfundene Temperatur ist also noch viel niedriger. Vogelfedern sind zwar eine gute Wärmeisolierung, aber diese extremen Temperaturen brauchen schon eine Spezial-Federausrüstung.
Pinguinküken sind allerliebst fluffig, erwachsene Pinguine hingegen haben Federn, die eher wie ein Neopren-Anzug aussehen. Sonst würde das mit dem Schwimmen und Tauchen ja auch nicht so perfekt klappen. Die einzelnen Federn sind klein, sehr schmal und eng anliegend. An den Flügeln sind die Federn extrem stabil und noch kleiner, wegen der speziellen hydrodynamischen Anpassungen.
Der Maschinenbau-Ingenieur Pirouz Kavehpour der University of California (Los Angeles) hat sich die Federn von Eselspinguinen genauer angesehen.
Eselspinguine leben auf den sub-antarktischen Inseln und der Antarktischen Halbinsel, ihren Namen verdanken sie ihrem Balzruf, einem eselsartigen Geschrei. Mit 75 bis 90 Zentimeter Größe sind sie recht groß. Sie sind eng mit den Adélies verwandt und mit bis zu 27 km/h die schnellsten Schwimmer der Antarktis.
Der Maschinenbau-Professor und seine Kollegen haben den Aufbau der Eselspinguin-Federn unter dem Rasterelektronen-Mikroskop studiert: Die raue Oberfläche der Federn ist voller Nano-Poren. Diese Poren sind mit Luft gefüllt und wirken hydrophob. So perlen Wassertropfen an der rauen Oberfläche sehr schnell ab, bevor sie daran festfrieren können. Außerdem fetten die Pinguine ihr Gefieder mit Ölen aus der Bürzeldrüse, damit das Wasser am Gefieder abperlt. Den Bürzeldrüsenextrakt verteilen sie mit dem Schnabel am Körper, das lässt sich bei allen Vögeln beobachten. Der Vogel reibt den Schnabel in der Drüse über dem Schwanzansatz und geht dann damit durch das Gefieder – pedantisch zieht er jede Feder einzeln durch den Schnabel. Das Drüsenöl enthält übrigens auch Bakterizide und andere Inhaltsstoffe, um die Federn vor Bakterien- und Parasitenbefall zu schützen. Öl enthält es vor allem bei Vögeln, die im und auf dem Wasser leben.
Der Magellan-Pinguin, der in Südamerika in etwas wärmeren Gewässern lebt, hat keine Nano-Poren als Vereisungsschutz und sein Drüsensekret enthält auch viel weniger Öl. Die Besonderheiten des Eselspinguins sind also sehr sicher ein Schutz gegen die extreme Kälte.
Im November hatte Kavehpour bei der American Physical Society Division of Fluid Dynamics-Tagung in Boston, Mass. diese Ergebnisse vorgestellt. Und erklärt, was sie mit Flugzeugen zu tun haben: Das Verhindern von Eisbildung an den Flügeln ist für den Flugzeugbau ausgesprochen interessant. Denn: Eis auf den Tragflächen und dem Ruder kann die aerodynamischen Eigenscahften eines Flugzeugs signifikant verändern, in extremen Fällen kann es sogar zum Absturz führen. Momentan müssen Fluglinien viel Zeit und Geld dafür aufwenden, chemische Entseiser einzusetzen, damit Flugzeuge auch im Winter sicher fliegen können. Eine hydrophobe Oberfläche nach dem Vorbild des Pinguinflügels könnte eine wesentlich günstigere und auch umweltfreundichere Lösung sein.
Übrigens: Die Vorderkanten von Vogelschwingen und Wasserwesen (Fische, Haie, Ichthyosaurier, Wale) sind für Strömungsdynamiker ausgesprochen interessant. Sowohl im Wasser als auch in der Luft – Hydrodynamiker und Aerodynamiker könenn von solchen perfekten Systemen, die sich auch noch stetig selbst erneuern, nur träumen.
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