Bionik: Lotusblüten in der Industrie

Schon zu Goethes Zeiten war bekannt, dass wir Menschen nur auf der Erde sind, damit wir die Natur beobachten können. Neu erfinden können wir nichts, ein Mensch kann höchstens aus Beobachtungen lernen und die Natur zum Vorbild nehmen. Genau daraus ist die Bionik entstanden, die das Vorbild Natur mit der Technik verbindet.

Der Flugapparat

Der erste Flugapparat entstand aus genau solchen Beobachtungen, die die Menschen aus der Natur zogen. Viele Menschen wollen damals fliegen und es den Vögeln gleich tun. So wurden immense Anstrengungen unternommen, damit ein Flugapparat gebaut werden konnte – dieser gilt bis heute als eine der wichtigsten Erfindungen der Menschheitsgeschichte. Noch heute orientiert sich die Industrie am Vorbild der Vögel, wenn Flugzeuge überarbeitet und verbessert werden. Immer neue Erfindungen entstehen, die jeweils ihren Ursprung in der Natur haben und dort auch wiederzufinden sind.

Natur als Richtungsweiser für die Technik

Die Bionik ist eine noch vergleichsweise junge Wissenschaft, bei der die natürlichen Vorbilder wissenschaftlich umgesetzt werden. Biologie und Technik werden kombiniert und warten mit innovativen Neuerungen auf, die fortschrittlicher denn je sind. Die Trickkiste der Natur ist das Vorbild für so manche bemerkenswerte Technik, die einem menschlichen Tüftler zugeschrieben wird.

Vor allem Formen und Beschaffenheiten von Oberflächen sind es, die derzeit im Fokus der Wissenschaftler stehen. Die neuen Produkte sollen sich besser an alltägliche oder wirtschaftliche Gegebenheiten anpassen können, sollen praktisch, einfach und schnell einsetzbar sein. Hintergrund ist immer häufiger, dass Energie gespart werden soll. Der Mensch nähert sich der Natur ein Stück weit an, wenn er diese als Vorbild nimmt und die Hightech-Produkte nach den natürlichen Vorgaben konstruiert.

Die Bionik brachte bereits zahlreiche Errungenschaften hervor. Darunter zum Beispiel die Haftfolie, die auf den Beobachtungen und Eigenschaften der Füße eines Geckos beruht. Auch der Lotuseffekt, der für Gläser oder Autolacke angewendet wird, stammt aus der Natur. Wandfarben und Gläser reinigen sich selbst. Schwimmanzüge sind nach dem Vorbild der Haut von Haien gefertigt. Diese sind nur wenige Beispiele für technische und industrielle Errungenschaften, die auf dem Wissen basieren, welches aus der Natur gewonnen wurde.

Innovative Bionik

Die Bionik hat sich in vielen Bereichen einen Namen gemacht und ist inzwischen einflussreicher, als so mancher vermuten würde. Die Schwimmanzüge nach dem Vorbild der Haifischhaut sind nicht die einzigen, die nach dem natürlichen Vorbild entstanden sind. Die Haut des Hais stand auch Pate für Schiffsrümpfe, die so beschichtet sind, dass sich Seepocken und Algen dort nicht festsetzen können. Der Wasserwiderstand wird geringer und damit wird letzten Endes auch Energie gespart. Schließlich braucht es weniger Treibstoff, wenn der Wasserwiderstand kleiner ist.

Die Bionik begegnet den Menschen aber auch im Alltag und dort meistens an den Stellen, an denen sie kaum einer vermutet. Selbst auf der Straße ist die Bionik zu finden, hier zum Beispiel in Form des Bionic Cars von Mercedes Benz. Der Luftwiderstand ist bei diesem Fahrzeug extrem gering. Es besitzt die Form eines Kofferfischs. Außerdem wurde es nach dem Vorbild dieses Tropenfischs gebaut bzw. nach dem Knochenbau. Für die Fertigung wird daher nur sehr wenig Material verbraucht. Die gesamte Karosserie ist um ein Drittel leichter als bei anderen Fahrzeugen. Gleichzeitig ist das Auto maximal crashsicher und hält Zusammenstöße bemerkenswert gut aus. Der Energieverbrauch ist sehr niedrig – ein Plus in Zeiten der Rohstoffknappheit.

Die Automobilindustrie orientiert sich besonders stark an der Natur, mehr noch als jeder andere Industriezweig. So auch bei der Herstellung von Reifen. Hier war es die Pfote der Katzen, die Pate stand. Diese ist eigentlich sehr klein – vergrößert sich beim Auftreten aber um ein Vielfaches. Das wiederum bewirkt eine bessere Haftung – für Reifen ein unschlagbarer Vorteil!

Selbst Rattenzähne dienten bereits als Vorbild. Sie wurden seitens der Bionik für Messer benutzt, die sich selbst schärfen können. Die Zähne der Ratten nutzen sich immer gleichmäßig ab, wenn sie naturgemäß eingesetzt werden und das Tier die Gelegenheit zum Knabbern bekommt. Dadurch bleiben die Zähne anhaltend scharf.
Weitere Errungenschaften dieser Kombination aus Biologie und Technik sind künstliche Augen oder Baukonstruktionen, die nach dem Vorbild menschlicher oder tierischer Skelette gefertigt wurden.

Die Hightech-Welt

Die Natur hat viele Möglichkeiten hervorgebracht, sich von ihr etwas abzuschauen und die Hightech-Welt voranzubringen. So gibt es in fast jedem Haushalt Saugnäpfe und Klettverschlüsse. Die Vorbilder dazu stammen aus der Pflanzen- und Tierwelt und sind hier nicht wegzudenken. Auch Strahltriebwerke, Schwimmflossen oder Propeller wurden der Natur abgeschaut.

Allerdings sind sämtliche Errungenschaften längst nicht das Ende der Fahnenstange. Experten gehen davon aus, dass die Bionik immer noch am Anfang ihrer Erfolgsgeschichte steht. Der Erfindungsreichtum der Natur ist grenzenlos und immer wieder stolpern Erfinder und Ingenieure über Dinge, die sie zum Grübeln bringen und zur Nachahmung anregen. Ob das immer so technisch umsetzbar ist, bleibt die große Frage. Technik, Maschinenbau und Natur müssen hier Hand in Hand gehen, damit die natürlichen Vorbilder auch weiterhin umgesetzt werden können.

In der Natur kann niemand etwas erfinden, sie stellt immer wieder neue Rätsel auf. Die Forscher können nur stets versuchen, hinter diese Rätsel zu kommen und herauszufinden, wie das große Ganze funktioniert. Nicht umsonst wird davon ausgegangen, dass die Bionik erst in die zweite Runde gegangen ist und nun daran arbeiten muss, neue Dinge stetig sinnvoll umzusetzen.

Im Prinzip funktioniert die Welt der Bionik nach Versuch und Irrtum. Denn viele Forscher probierten so lange etwas aus, bis es letzten Endes dann funktionierte. Das war zum Beispiel bei der eingangs erwähnten Flugmaschine so und ist bei den heutigen Hightech-Produkten nicht anders. Natürlich fließen die neuesten Erkenntnisse immer wieder mit ein, aber auch sie bewirken nur, dass es immer wieder neue Versuche geben muss. Die Natur ist unschlagbar! Man denke hier nur etwa an Spinnfäden, die so genau geknüpft werden und so gut halten wie kein anderes Material. Oder der Zahnschmelz, der das härteste Material überhaupt ist. Sein Aufbau kann für die Herstellung härtester Materialien dienen – und auch diese werden nie an das natürliche Vorbild heranreichen. Die meisten Kopien aus der Bionik können dies nicht – die Natur übertrifft nicht nur die Erwartungen der Forscher, sondern sorgt mit ihren Errungenschaften immer wieder dafür, dass Forschung, Entwicklung und Industrie beständig ihre Grenzen aufgezeigt bekommen. Ein Ingenieur oder Entwickler nimmt das natürlich nicht hin – und arbeitet weiter daran, sich von der Natur etwas abzuschauen.