Delfine gehören ebenso wie die bis zu 18 Meter langen Pottwale oder die Narwale, die im Arktischen Ozean verbreitet sind und sich dort in der Nähe des Packeises aufhalten, zu den sogenannten Zahnwalen. Diese ernähren sich von Fischen, Tintenfischen und anderen Tieren. Wale sind neben den Seekühen die einzigen ausschließlich im Wasser lebenden Säugetiere. Zu den Merkmalen von Delfinen, die in etwa 40 Arten vorkommen, gehört, dass sie schnelle Schwimmer sind. Forscher versuchen, von ihnen zu lernen. Warum?
Antwort: Dass sich Delfine schnell, effizient und elegant durchs Wasser bewegen können, führen Wissenschaftler nicht nur auf die Form ihres Körpers, sondern auch auf die Eigenschaften ihrer Haut zurück. Gemeinsam mit Mitarbeitern der Hamburgischen Schiffbau-Versuchsanstalt und weiteren Forschungspartnern haben Experten des Bremer Fraunhofer-Instituts für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (Fraunhofer IFAM) eine Oberflächenbeschichtung für Schiffe entwickelt, die ähnliche Effekte wie die Delfinhaut hat. Wie das Fraunhofer-Institut erklärt, wird sie zwar noch nicht in der Praxis genutzt, hat sich aber bei Versuchen als vielversprechend erwiesen.
Für die Forscher geht es darum, Wege zu finden, wie sich ähnlich wie bei Delfinen der Strömungswiderstand im Wasser verringern lässt. Der Ausdruck Strömungswiderstand bezeichnet eine Kraft, die ein Körper erfährt, der sich durch ein Medium bewegt. Dabei kann es sich um Wasser handeln, aber zum Beispiel auch um Luft. Wenn mit einer Beschichtung des Schiffsrumpfs erreicht wird, dass der Strömungswiderstand geringer ausfällt, bedeutet das zugleich, dass der Brennstoffverbrauch sinkt. Für ihre Versuche haben die Experten des Fraunhofer-Instituts und ihre Kollegen ein Schiffsmodell verwendet. Wie sich zeigte, ließ sich mithilfe der Beschichtung der Widerstand um bis zu sechs Prozent verringern. Den Vergleichsmaßstab lieferte ein nach herkömmlicher Art lackierter Rumpf.
Nach Darstellung der Fachleute befindet sich bei Delfinen unter der glatten Haut eine dicke Speckschicht. Das Ganze sei elastisch. Dies führe zur Verringerung des Widerstands, weil an der Oberfläche eine in der Fachsprache als laminar bezeichnete Strömung erhalten bleibe, das heißt eine Strömung ohne sichtbare Turbulenzen beziehungsweise Verwirbelungen. Die Wirkung beruht den Expertenangaben zufolge darauf, dass durch die vergleichsweise weiche Oberfläche unvermeidliche wellenartige Schwankungen in der Strömung abgeschwächt werden. Kurz gesagt: Die besonderen Eigenschaften der Delfinhaut verhindern, dass die laminare Strömung rasch in eine turbulente umschlägt. Bei einer turbulenten Strömung wäre der Widerstand erheblich größer.
Um eine Beschichtung zu erhalten, die ähnlich wirkt wie die Delfinhaut, haben die Wissenschaftler am Bremer Fraunhofer-Institut ein gelartiges elastisches Polymer entwickelt, das in Schichtdicken von einigen Millimetern im Bugbereich des Schiffsmodells aufgetragen wurde. Eine dünne Folie bildete eine Art feste Oberhaut. Ehe das Verfahren in der täglichen Praxis eingesetzt werden könne, so heißt es, müssten noch einige Fragen geklärt werden, so etwa zum Einsatz bei verschiedenen Schiffstypen.
Die höchsten Geschwindigkeiten, die bislang bei Delfinen gemessen worden sind, liegen bei etwa 55 Kilometern pro Stunde. Natürliche Grenzen sind der Geschwindigkeit zum Beispiel dadurch gesetzt, dass die Tiere die Frequenz, mit der sie ihre Schwanzflosse bewegen, nicht einfach immer weiter steigern können. Auf eine mögliche weitere Erklärung haben schon vor einigen Jahren israelische Forscher hingewiesen. Im Bereich der Flossen entstehen aufgrund der Druckschwankungen, die durch die Bewegung verursacht werden, winzige Luftblasen. Weitere Druckveränderungen bewirken, dass diese Blasen instabil werden und kollabieren – ein Vorgang, bei dem Energie frei wird. Weil sich in der Schwanzflosse von Delfinen Nervenenden befinden, ist nicht auszuschließen, dass die Tiere Schmerzen bekommen. Auch dies könnte bewirken, dass sie bei der Geschwindigkeit eine bestimmte Grenze nicht überschreiten.
Besondere Fähigkeiten beweisen Delfine nicht nur beim Schwimmen, sondern auch beim Aufspüren möglicher Beute. Dazu nutzen sie das Mittel der Echoortung, das heißt: Sie erzeugen Laute mit sehr hohen Frequenzen. Dieser sogenannte Ultraschall wird von Objekten im Wasser, beispielsweise Fischen, reflektiert. Die Delfine empfangen das Echo und nutzen es, um Informationen über den Ort des Objekts zu erhalten. Ebenso ausgeklügelt wie die Ortungstechnik ist die Schlaftechnik der Delfine. Bei ihnen wechseln sich die Hirnhälften im Schlaf ab; eine Hälfte bleibt immer aktiv.
