Tapadásmen­tes­ség növényi módra

A természet már számos technikát inspirált, most a húsevő növényeket vették szemügyre a tapadásmentes felületek fejlesztéséhez.

A növények olyan szerves összetevőket alkalmaznak különböző hatásaik eléréséhez, melyeket mi főként a műszaki anyagokból ismerünk. Az egyik ilyen például a húsevő Nepenthes, azaz kancsóka - bizonyították be a stuttgarti Max Planck Intézet kutatói.

A növények egyik legkülönlegesebb ökológiai csoportja a húsevők, melyek annak érdekében, hogy az esetlegesen a talajból hiányzó tápanyagokhoz jussanak, mint a nitrogén és a foszfor, kisebb állatokat, elsősorban rovarokat fognak el és emésztenek meg. Áldozatuk elfogásához különleges szerveket fejlesztettek ki, melyek morfológiáikat és mechanizmusaikat tekintve igen változatosak.

A trópusi kancsóka csapdája a passzív csapdák csoportjába tartozik. Ez annyit jelent, hogy a növény nem mozdul a rovar elkapása érdekében. A kancsóka igen összetett, fedéllel, szájadékperemmel (bejárat körüli gyűrű), valamint csúszós és az emésztést elősegítő zónákkal is rendelkezik, utóbbiak biztosítják az emésztőfolyadék ellátását is. A foglyul ejtés kulcsa természetesen a csúszós zónákban rejlik. Ezeket egy dupla rétegű kristályos viasz borítja. A felső réteg olyan kristályokkal rendelkezik, ami beszennyezi a rovar azon szerveit, melyekkel képes a sima felületekhez tapadni. Ehhez társul az alsó réteg, ami csökkenti a rovar lába és a növény felülete közötti érintkezési területet, ezek együttes hatására a szerencsétlenül járt préda becsúszik a kancsó alakú csapdába, ahol a növény nedveivel szépen megemészti. Egészen mostanáig a tanulmányok vagy a viasz szerkezetére, vagy a csapdába esett rovar viselkedésére összpontosultak.

A stuttgarti kutatók a viasz mikromorfológiáját, kémiai összetételét és mechanikai jellemvonásait vizsgálták, majd összevetették azokat a rovar viselkedését vizsgáló kísérletekkel. A viaszborítás két eltérő szerkezetű, kémiai összetételű, keménységű és rugalmasságú rétegből tevődik össze, melyek teljesen más módon csökkentik a rovarok megkapaszkodási képességeit.

A felső réteg egyenetlen, 30-50 nanométer vastagságú lapocskákból áll, melyek többé-kevésbé merőlegesek a kancsó falának felszínére. Elrendezésük véletlenszerűnek mondható, nincs kivehető sémájuk. A lapocskák egy kis "szárral" kapcsolódnak a habra emlékeztető alsó réteghez. Az alsó réteg összekapcsolódó membránszerű lapocskákból áll, melyek éles szögekben állnak ki a felszínből, szintén különösebb elrendezésbeli szabályszerűség nélkül. A rétegek keménysége és rugalmassága több, mint egy nagyságrenddel eltér, a felső réteg puhább és rugalmasabb az alsónál.

Kétpettyes katicabogarakkal elvégzett laboratóriumi kísérletek bebizonyították, hogy a viaszrétegek az üveg, vagy a viasztalanított kancsóka falakkal szemben jelentősen csökkentik a rovarok tapadási képességét. Az eredmények új ötleteket adhatnak a tapadásmentes felületek fejlesztéséhez.