Lotuseffekt und Einparkhilfe

Die Mohnkapsel stand dem Salzstreuer Pate Foto (li.) Henle, Foto (re.) Breder

Bioniker erforschen die Natur als Ideenfundus für technische Lösungen

Pflanzen und Tiere haben während des Millionen von Jahren dauernden Evolutionsprozesses Strukturen und Mechanismen entwickelt, die sich der Mensch bereits zunutze gemacht hat oder die sich noch nutzen lassen. Ein Baum ist z.B. eine natürliche Holzkonstruktion, die bei minimalem Materialeinsatz größte Stabilität aufweist – Anschauungsmaterial pur für Techniker.

Bionik nennt sich die Wissenschaft, die danach strebt, Ideen aus der Natur in technische Innovationen einfließen zu lassen. Der Begriff ist leicht erklärt: er setzt sich aus den beiden Disziplinen Biologie und Technik zusammen. Und so liegt es nahe, dass hier u.a. Wissenschaftler aus Botanik, Zoologie, Mikrobiologie, Werkstoffkunde, Verfahrenstechnik, Mathematik, Physik und Informatik an einem Strang ziehen.

Ideen aus dem Pflanzenreich
Blicken wir einmal auf ganz einfache Vorbilder aus dem Pflanzenreich, deren „Nachahmung“ wir in unserem Alltag wiederfinden. Mohnpflanzen besitzen z.B. eine Fruchtkapsel, in der die Samen lagern. Wird diese Fruchtkapsel vom Wind bewegt, streuen sich die Samen in der Umgebung aus. Heute verwenden wir fast täglich ein ähnliches Instrument, um unsere Speisen zu würzen – den Salzstreuer, dem die Mohnkapsel Pate stand.

Schuhe, Taschen, Mäntel – jeder kennt den Klettverschluss. „Erfinder“ des praktischen Mechanismus‘ ist die namengebende Klette (Arctium), die sich folgenden Vorteil damit verschafft: Die zu den Korbblütlern gehörende Pflanze nutzt Tiere als Transportmittel für ihre Samen. Die Haken der Kletten sind umgebildete Blütenhüllblätter, die sich im Fell vorbeistreifender Tiere festhaken. Dabei reißen die Fruchtstände mit ab. Will sich das Tier von der lästigen Fracht befreien, fallen die Samen heraus.

Die Idee des Stacheldrahtes lieferten bewehrte Pflanzen wie die Rosen Foto (li.) Buchter-Weisbrodt, Foto (re.) Breder

Wer das Märchen von Dornröschen gelesen hat, weiß, dass die Stacheln der Rosen (es sind aus botanischer Sicht Stacheln, keine Dornen) wehrhaft genug sind, unerwünschte Gäste abzuhalten. Das machte sich der Erfinder des Stacheldrahtes zunutze. Bei uns werden heute die Viehweiden mit Stacheldraht umzäunt, damit die Tiere nicht entfliehen. Auch wird er als schwer überwindbare Grenzziehung verwendet, um Menschen an einem unerwünschten Zutritt zu Grundstücken zu hindern.

Und nun soll auch hier der vielen bekannte Lotus-Effekt nicht fehlen: Lotusblüten haben immer saubere Blätter. Wie machen sie das? Die Blätter besitzen eine Oberflächenstruktur, die mit unzähligen wasserabweisenden Wachskristallen besetzt ist. Ein Wassertropfen, der darüber hinweg rollt, nimmt alle Schmutzpartikel mit, die sich auf dieser Oberfläche befinden. Inzwischen gibt es Fenster, sanitäre Anlagen aus Keramik sowie Farben und Lacke mit Lotuseffekt.

Ideen aus dem Tierreich
Rückwärts einparken – oh Graus! Manch einer tut sich schwer, sein Auto sicher in die Parklücke zu bringen. Für solche Mitmenschen gibt es bereits eine „Ultraschall-Parkhilfe“, die dem Ultraschallsystem der Fledermäuse nachempfunden wurde. Ähnlich wie bei Fledermäusen, die nachts z.B. ihre Beutetiere per Ultraschallortungssystem fangen, messen bei der „Ultraschall-Parkhilfe“ Sensoren mithilfe von Schallwellen die Entfernung zu Hindernissen. Damit kann jeder sicher einparken.

Pinguine sind „Forschungsobjekte“ von Bionikern an der TU Berlin. Die stromlinienförmigen Geschöpfe schaffen es, mit einem äußerst geringen Energieverbrauch 1500 Kilometer durch das Eismeer zu schwimmen. Und das lediglich unter Einsatz ihrer Flügel, der Rumpf bleibt nahezu unbewegt.

Nun wollen die Wissenschaftler ihre Pinguin-Beobachtungen für Transportmittel wie U-Boote und Flugzeuge nutzen, die ebenfalls mit starrem Rumpf gebaut werden. Vielleicht lassen sich hier Formen finden, die einen geringeren Energieverbrauch benötigen als die bisher gebauten U-Boote und Flugzeuge. Damit wird deutlich, dass technische Lösungen nach dem Vorbild der Natur auch dazu beitragen können, Energien oder Materialien einzusparen und damit die Umwelt zu schonen.

Es ließen sich an dieser Stelle noch eine Vielzahl weiterer Beispiele anführen, doch dafür fehlt der Platz. Wer sich näher mit der faszinierenden Wissenschaft der Bionik befassen will, dem sei die Lektüre von „Das große Buch der Bionik“ (siehe Literaturtipp) empfohlen.

Christiane Breder




Stand:01.02.2006

Druckvorschau

nach oben

Social Bookmarks