Sie sind die heimlichen Meister der Tarnung – und liefern der Wissenschaft nun eine Blaupause für Technologien, die lange wie Science-Fiction klangen. Oktopusse, Kalmare und andere Kopffüßer faszinieren Forschende seit Jahrhunderten mit ihrer nahezu perfekten Unsichtbarkeit.
Jetzt rückt ihre Fähigkeit, Farbe und Struktur blitzschnell zu verändern, zunehmend ins Zentrum moderner Materialforschung.
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Schon vor mehr als 2300 Jahren beschäftigte sich Aristoteles mit dem Rätsel der Tarnung von Kopffüßern. Bis heute ist es nicht vollständig gelöst. Klar ist jedoch: Oktopusse verfügen über ein einzigartiges Zusammenspiel aus optischen Organen in der Haut und hochkomplexen neuromuskulären Steuerungen. „Kein anderes Tier kann so dynamische visuelle Effekte erzeugen“, erklärt Leila Deravi, Biomaterialforscherin an der Northeastern University. Während ein Oktopus über Sand gleitet, zwischen Felsen verschwindet oder sich in Seegras windet, passt er sich in Echtzeit an seine Umgebung an – von körnigem Beige über gesprenkeltes Grau bis hin zu schillerndem Grün.
Tarnung als Technologie-Vorbild
Genau diese biologischen Mechanismen inspirieren nun eine neue Generation von Materialien. In Labors entstehen dehnbare, reflektierende Häute, lichtbrechende Membranen, streuende Filme und sogar textilverwandte Silikonnetze, die ihre Oberfläche verändern können. Ziel ist es, das menschliche Auge zu täuschen – sei es für militärische Anwendungen, Architektur, Mode oder Medizintechnik.
Noch befinden sich viele dieser Entwicklungen im Prototyp-Stadium. Doch das Interesse der Industrie wächst. Alon Gorodetsky von der University of California in Irvine, ein Pionier auf diesem Gebiet, rechnet damit, dass erste Produkte innerhalb der nächsten zehn Jahre marktreif sein könnten. „Es fühlt sich langsam an, aber wir haben enorme Fortschritte gemacht“, sagt er. Die eigentliche Revolution beginne oft erst, wenn eine Technologie in der Praxis angekommen sei.
Der Schlüssel liegt im Pigment
Ein besonderer Fokus liegt auf einem Pigment namens Xanthommatin. Es steckt in winzigen Hautsäcken der Kopffüßer, den sogenannten Chromatophoren, und ermöglicht den schnellen Farbwechsel. Lange galt Xanthommatin als selten und schwer herzustellen. Doch ein Forschungsteam um Deravi und Kolleginnen und Kollegen der University of California San Diego hat nun einen Durchbruch erzielt.
Durch gentechnische Veränderungen wurde ein Bakterium so programmiert, dass es Xanthommatin zum Überleben produzieren muss. „Normalerweise hat ein Mikroorganismus keinen Anreiz, einen Stoff für uns herzustellen“, erklärt Studienleiterin Leah Bushin, heute Professorin an der Stanford University. „Wir haben diesen Anreiz künstlich geschaffen.“ Das Ergebnis: eine günstige, skalierbare Produktion des Pigments aus einfachen Rohstoffen wie Zucker und Wasser.
Von Tarnung bis Hautpflege
Die Einsatzmöglichkeiten reichen weit über Unsichtbarkeit hinaus. Xanthommatin könnte künftig in Farben, Beschichtungen, Elektronik oder Kosmetika verwendet werden. Deravis Team hat das Pigment bereits für Hautpflegeprodukte patentiert. In Sonnenschutzmitteln verbessert es den Schutz nicht nur vor UV-, sondern auch vor sichtbarem Licht – ein entscheidender Faktor gegen vorzeitige Hautalterung. Zudem gilt der Stoff als riff-sicher und damit umweltfreundlich.
Sogar abseits der Hochtechnologie findet das Pigment bereits Anwendung: In San Diego experimentieren Schülerinnen und Schüler mit Xanthommatin-Farben für Kunstprojekte. Ein kleiner Vorgeschmack darauf, wie eine Entdeckung aus der Unterwasserwelt unseren Alltag verändern könnte.
