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Aus der Natur in die Technik: Fünf Beispiele erfolgreicher Bionik

© CC0 / Pixabay / SkitterphotoGeckofuß (Symbolbild)
Geckofuß (Symbolbild) - SNA, 1920, 22.04.2021
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Ein Mensch hat weder Reißzähne noch Hörner oder ein warmes Fell. Wir laufen nicht schnell, können nicht fliegen und unser Sehvermögen sowie unser Hör- und Geruchssinn lassen zu wünschen übrig. Doch wir sind clever genug, um die Ideen für unser eigenes Wohlbefinden in der Natur zu schöpfen.SNA präsentiert einige erfolgreiche Bionik-Beispiele.
Wir scheinen ja auf diesem Planeten überhaupt nicht überleben zu können, denn fast jedes Wildtier ist uns gegenüber konkurrenzfähiger. Die Beobachtung der Natur schenkte uns aber viele technische Innovationen.
„Die Natur ist der erfolgreichste Innovator aller Zeiten“, erklärt Dr. Rainer Erb, Geschäftsführer der Forschungsgemeinschaft Bionik-Kompetenznetz.
„Ob Automobil, Maschinenbau, Biomedizin­technik, Chemie, Automatisierungs­technik und Bau – die Natur stand häufiger Pate, als es sichtbar ist und erwähnt wird“, schreibt das Portal Bionik.

So haben beispielsweise gut 98 Prozent der deutschen Autos tragende Teile, die bionisch verbessert sind; sie sind leichter, stabiler und materialsparender gebaut. Somit sind die Fahrzeuge spritsparender und stoßen weniger Kohlendioxid aus“, behaupten die Experten.

Mit dem Übertragen von Phänomenen der Natur auf die Technik beschäftigt sich die Bionik, die auch Biomimikry, Biomimetik oder Biomimese genannt wird. Hier einige erfolgreiche Beispiele:

Kletten

Die wohl bekannteste Bionik-Erfindung nutzen heute Millionen Menschen auf unserem Planeten. Georges de Mestral, ein Schweizer Ingenieur, entwickelte den berühmten Klettverschluss in den 1940er Jahren. Immer wieder, wenn er mit seinem Hund von der Jagd zurückkam, waren beide voller Kletten. Die Früchte der Großen Klette untersuchte er unter einem Mikroskop. Die Sache liegt darin, dass die vermeintlichen Stacheln der Samen an ihrer Spitze kleine elastische Häkchen haben, die sich beim Kontakt mit Fell oder gewobenem Stoff festsetzen. Nun kam nach dieser Beobachtung das bekannte Verschluss-System zur Welt.

Geckos

Geckos können problemlos kopfüber an der Decke entlang spazieren. Diese Eigenschaft wurde von den Wissenschaftlern untersucht. Als Ergebnis wurden ultrastarke Haftfolien entwickelt. Diese Reptile können eine Größe von 40 Zentimetern und ein Gewicht von 300 Gramm erreichen, was sie aber beim Klettern nicht stört. An ihren Füßen haben sie mikrometergroße Haare, die sich an ihren Spitzen in Hunderte nanometergroße, spatenförmige Blättchen aufspalten. Diese fein verzweigten Härchen bestehen aus dem Strukturprotein Keratin, erklärt das Portal Bionikvitrine. Sie schmiegen sich an nanoskopisch feine Rauheiten des Untergrunds.
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Aquaporine

Jeder dritte Mensch auf dem Planeten hat heute keinen Zugang zu sauberem Trinkwasser. Die folgende Erfindung könnte zur Lösung dieses Problems beitragen.
Der US-amerikanische Mediziner und Molekularbiologe Peter Agre erhielt 2003 für die Entdeckung von Wasserkanälen in Zellmembranen den Nobelpreis für Chemie. Aquaporine sind Proteine, die Kanäle in der Zellmembran bilden, um den Durchtritt von Wasser und einigen weiteren Molekülen zu erleichtern. Sie werden auch als Wasserkanäle bezeichnet.
Wissenschaftler aus Dänemark haben nun einen Filter aus einer sehr dünnen Schicht solcher Aquaporine entwickelt. Diese Filter lassen das Wasser durch, aber nicht Salze.Ein solcher Filter hat eine 100-mal höhere Durchlässigkeit als seine üblichen Analoga.

Kofferfisch

Wissenschaftler und Ingenieure bei Mercedes-Benz haben das Bionic Car entwickelt, das sich durch eine besondere aerodynamische Gestalt auszeichnet. Dabei nahmen sie als Vorbild den Kofferfisch, berichtet das Portal Leichtbauwelt. Er bewegt sich mit wenig Energieaufwand ist dabei aber sehr wendig. Der kantige Körper des Fisches ermöglicht ihm eine schnelle Selbststabilisation.

Nagetiere

Am Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik in Oberhausen wurden Messer entwickelt, die sich selbst schärfen. Diese Erfindung wurde nach dem Vorbild von nachwachsenden Nagetierzähnen gemacht. Sie bestehen nämlich aus einer harten und einer weichen Schicht. Bei jedem Biss schärfen sich die Zähne zum Beispiel von Hamstern oder Meerschweinchen nach. Das ließ sich in einer Kombination aus Stahl und Keramik bei Messern entwickeln. „Rattenscharfe Schneidwerkzeuge“ wurden beim Ideenwettbewerb „Bionik-Innovationen aus der Natur“ 2005 ausgezeichnet, der vom Bundesministerium für Bildung und Forschung durchgeführt wurde.
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