Machen wir's wie die Geckos

30. Mai 2005, 13:02
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Bionik ist, wenn der Mensch Baupläne der Natur abkupfert - der Denkansatz, der Biologie mit Technik verknüpft, geht auf da Vinci zurück

Der Mensch staunt nicht nur kindlich über Konstruktionspläne und Stoffe der Natur - er baut sie auch mit Leidenschaft nach, um sich Vorteile im Alltag zu verschaffen. Beispiele gibt es reichlich: Die durch eine Gelschicht geschützte Haut von Delfinen etwa, die im Gegensatz zu jener von Walen keine Algen und Muscheln ansetzt, war für die Forschung Vorbild, einen Schutzfilm für den Schiffsrumpf zu entwickeln. Die Überlegenheit von laufenden Insekten bei der Fortbewegung in unebenem Gelände hat zur Konstruktion von sechsbeinigen Laufapparaten in der Robotik geführt, die wie die Spinne den Vorteil haben, kaum umkippen zu können, weil stets drei Beine den Boden berühren.

Der Haftfilm schließlich, der aus dem Gecko einen frechen, von keiner Mauer runterfallenden Kletterer macht, wurde ebenfalls schon imitiert. Zahlreiche Anwendungen sind vorstellbar. Für Handschuhe oder Schuhsohlen von Bergsteigern und Fassadenarbeitern oder als Belag von Autoreifen, der die Haftung und die Fahrbahnlage deutlich verbessern soll.

Zuletzt waren Hohlraumgebilde im Gespräch. Sie sind ziemlich leicht und gleichzeitig besonders widerstandsfähig. Krebs- und Spinnentiere sind hier zum Beispiel Vorbilder, Autokonstrukteure die Nachahmer. Da die Hohlräume bei Bedarf viel Energie absorbieren, gelten sie zum Beispiel als idealer Bauplan für Karosserien. Spezialisten von BMW haben zuletzt mit Hilfe einer ausgefeilten Verfahrenstechnik die Idee der Natur in die industrielle Realität umgesetzt.

Wann immer derartige Entwicklungsarbeiten gelingen, taucht das Wort Bionik wieder häufiger in der Presse auf. Eine Wortkonstruktion bestehend aus Biologie und Technik. Ziel der Bionik ist es, Konstruktionsprinzipien der Natur in technische Apparate zu integrieren, heißt es in diversen Lexika. Laut Bestsellerautor Frederic Vester hat der amerikanische Luftwaffenmajor Jack E. Steele diesen Begriff bereits 1958 geprägt. Was aber nicht bedeutet, dass Techniker ohne einen eigenen Begriff dafür zu haben, nicht auch schon vor Jahrhunderten bionisch dachten: Leonardo da Vincis Versuch, aus genauester Beobachtung und Dokumentation des Vogelflugs Hinweise zum Bau einer Flugmaschine zu gewinnen, scheiterte eigentlich nur an den begrenzten Mitteln der damaligen Zeit.

Wenn heute ein bionischer Ansatz scheitert, dann aufgrund eines Missverständnisses. "Bionik ist kein Technologieansatz, es ist ein Denkansatz." Der Physiker Emil List, Leiter des Christian-Doppler-Labors "Neuartige Funktionalisierte Materialien" in Graz (TU, Joanneum Research), meint, man könne die Prinzipien der Natur keinesfalls eins zu eins übernehmen, man müsse sie adaptieren. Zentrale Voraussetzung: Die dafür nötigen Materialien müssten produzierbar sein. Und da habe die Natur trotz aller technologischer Entwicklungen in jüngster Zeit doch einen Vorsprung von vielen Jahren.

Die Reproduzierbarkeit der Naturbaupläne und -stoffe habe also ihre Grenzen. Wenn sich bionische Ansätze mit jenen der Nanotechnologie treffen, sieht List freilich noch große Entwicklungspotenziale. Ein Eingriff in die Klein-Struktur von Materialien (ein Nanometer ist ein Milliardstel Meter) könne diese noch mehr als bisher dem Vorbild Natur angleichen. (pi/DER STANDARD, Print-Ausgabe, 30. 5. 2005)

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