Partikelfilter „atmet“ wie Echse
Offiziell heißt der Sandfisch „Apothekerskink“ (Scincus scincus). Im Altertum wurde er von „Heilkundigen“ gefangen, pulverisiert, zu Asche verbrannt und in Apotheken verkauft. Man versprach sich Heil- und aphrodisierende Wirkung. Die alten Ägypter balsamierten die Echsen wiederum so wie ihre Pharaonen ein und legten sie ihnen als Grabbeigabe in die letzte Ruhestätte.
JKU/Stadler
„Apothekerskink“ oder Sandfisch
Die Echsen sind bis zu 20 Zentimeter lang und verbringen die meiste Zeit ihres Lebens eingegraben im feinen Wüstensand. Dort können sie bis zu einer Tiefe von einem halben Meter atmen, ohne Sand in ihre Lungen zu bekommen. Das ermöglicht ihnen eine spezielle Filtertechnik in der Nasenhöhle, fand ein Team um Anna Stadler und Werner Baumgartner vom Institut für Medizin- und Biomechatronik der Universität Linz heraus. Die feinen Partikel werden dort aerodynamisch aus der Luft abgesondert.
Für kleinste Partikel
Mit Hilfe eines 3D-Druckers bauten sie ein Modell des Sandfisch-Atemtrakts. Sie untersuchten damit die Luftströmungen und was mit „eingeatmetem“ Sand passiert. „Zu Beginn ist ein runder Kanal, und dann folgt eine Kammer, die oben breit und unten schmal ist“, erklärt Stadler. Dort kommt es durch den größeren Querschnitt zu einem Druckabfall und Geschwindigkeitseinbruch der Atemluft, weswegen der Sand sich absetzt. Zusätzlich wird er dort von Schleim festgehalten. Geleert wird das Depot durch eine Art Niesen. Die Echse atmet durchschnittlich zwei Sekunden lang gemächlich ein, das Ausatmen hingegen erfolgt sehr intensiv in nur 40 Millisekunden.
Die Studie
”The sandfish lizard’s aerodynamic filtering system”, Bioinspiration and Biomimetics, 12.12.2019
Das aerodynamische Filtersystem funktioniert bei einer gewissen Teilchengröße bis zu einem halben Millimeter Durchmesser. Laut Computersimulationen können die Sandfische aber auch 70 Mikrometer kleine Partikel aus der Atemluft abscheiden.
Die Forscher der Uni Linz haben ein Patent auf eine von Sandfisch-Atemwegen abgeschaute „Vorrichtung zum Filtern von Partikeln“ angemeldet. Mit diesem „neuartigen Filtersystem, das sich an der Echsennase orientiert“, wäre es möglich, sogar Kleinstpartikeln von fünf Mikrometern Durchmesser herauszufiltern. Die Vorrichtung hätte einen guten Selbstreinigungsmechanismus, indem es die Ausatemtechnik des Sandfischs nachahmt. Gegenüber anderen Filtersystemen wäre es auch leise und kommt ohne empfindliche Membranen aus.
science.ORF.at/APA