Knochenbau
Knochen sind beim Vogel gebaut zum Fliegen, leicht aber trotzdem extrem stabil. Wir haben untersucht, wie dies ermöglicht wird.
Um die Knochen genauer zu untersuchen haben wir einen Knochen in 8% Salzsäure eingelegt und einen verbrannt. Dabei wird jeweils einen Teil der Komponenten abgebaut. Mit der Salzsäure werden die Minerale, vornehmlich Apatit, Calciumphophat aber auch Calciumcarbonat, aufgelöst. Beim Verbrennen verbrennt der organische Teil. Dieser besteht aus Kollagen und Proteoglykane.
Der organische Teil der Knochen wird mit einem Bunsenbrenner verbrannt und dieser wird dadurch spröde und fällt leicht auseinander
In der Salzsäure wird der Knochen flexibel und und lässt sich sogar verknoten. Die festen Mineralkomplexe haben mit der Säure reagiert und ist somit in ihre Ionen zerfallen, welche sich lösen.
Ca5[OH|(PO4)3] + H3O+ --> 5 Ca2+ + 3 PO43– + 2 H2O
Der Knochen besteht somit aus einem Kompositionsmaterial. Der anorganische Teil ist das Gerüst und vermittelt Stabilität. Es würde jedoch zerbröckeln, gäbe es nicht das organische Bindegewebe. Dieses ist flexibel und haltet somit alles zusammen. Zusammen ergibt dies eine erstaunlich hohe Biege- und Torsionsfestigkeit. Dies zeigt starke Ähnlichkeiten zum Faserverbund vielfach verwendet im Flugzeugbau. Hier ist das starre Gerüst der Harz und die Fasern (z.B. Kohlefasern) bilden das flexible Bindegewebe.
Auch makroskopisch sind Vogelknochen faszinierend aufgebaut. Sie haben eine vergleichsweise sehr dünne Kortikalis (Rinde) und die Knochen sind mit Luft gefüllt. Damit erreichen sie die Leichtigkeit. Die Stabilität kommt durch die feine Trabekelstruktur zustande, dies sind die sichtbaren, feinen Querverbindungen.
