Bionik

Wie die Schlange dem Skifahrer half
Bionik
Wie die Schlange dem Skifahrer half...

Eine Yacht saust mit 15 Knoten über das Meer. Im Schlepptau mehrere Delfine, die waghalsige Sprünge zeigen. Mal springen sie hinten über den Wellenkamm, dann wieder seitlich neben dem Schiff hoch aus dem Wasser. Zur Verblüffung der Besatzung zeigen die Meeressäuger keinerlei Ermüdungserscheinungen. Auch nach 15 Minuten folgen sie dem schnellen Boot noch immer mühelos.

Delfine sind bekannt für ihre Schnelligkeit und artistischen Kunststücke. Ihr ganzer Körper ist strömungsgünstig geformt, so dass er kaum Widerstand bietet. Das vermindert den Energieaufwand und ermöglicht schnelleres Gleiten. Delfine zeigten Ingenieuren wie eine aerodynamisch perfekte Form aussieht. So wurde ihre Kopfform zum Vorbild für Flugzeugrümpfe und ihre Nase ziert den Bug von großen Schiffen.

Von der Natur abschauen macht Sinn. Tiere und Pflanzen haben im Laufe von Millionen Jahren perfekte Anpassungen vollzogen. Eine eigene Wissenschaft ist heute damit beschäftigt, die Konstruktionen der Natur für den Menschen nutzbar zu machen: Die Bionik. Bionik steht für die Begriffe Biologie und Technik. Tausende Erfindungen hat diese Wissenschaft schon hervorgebracht.

Schon früh nutzten Wissenschaftler die Methoden der Bionik. So ließ sich der Brite Marc Brunel durch die Bohrorgane von Holzwürmern inspirieren. Die von ihm entwickelte Technik einer Vortriebsmaschine nach dem Vorbild des Holzwurms ermöglichte 1841 die Grabung des ersten Tunnels unter der Themse. Der Ingenieur Georges de Mestral konzipierte 1951 ein revolutionäres Verschlusssystem: den Klettverschluss. Sein Vorbild war die Frucht der Distel. Die Liste ließe sich lange fortsetzen: Ob Salzstreuer, Fallschirm, Karosserie, Wellblech, Karton: Alles nur geklaut!

Für das Münchener Olympiastadion stand ein winziges Tier Pate: Die Spinne. Die Glas- und Stahlkonstruktion des Daches ist frei an Masten aufgehängt, die unterschiedliche Krümmung der Dachfläche verleiht ihm trotz der leicht und luftig wirkenden Form große Festigkeit. Genau wie bei einem zwischen Gräsern aufgehängten Spinnennetz!

Papier gab es in der Natur schon vor zehntausenden Jahren.
Federball, Federballspiel
Bottlenose Dolphins   /   (Tursiops trunctatus)   /   Grosse Tuemmler   /   [animals, Saeugetiere, mammals, Wale, whales, aussen, outdoor, Himmel, sky, seitlich, side, Wasser, water, adult, Bewegung, motion, springen, jumping, Freisteller, cut out, Gruppe, group, drei, three, Lebensfreude, joy of life, Querformat, horizontal]
Pterocarpus angolensis
Pflanzensamen als Vorbild fuer Gleitflieger in der Bionik
Leopard Gecko / (Eublepharis macularius) / Leopardgecko / Asien, asia, Andere Tiere, other animals, Reptilien, reptils, Freisteller, cut out, Objekt, object
am Nest
Hornissen und Wespen stellen ihre Nester daraus her. Dafür kauen sie Holz- und Rindenstücke und vermischen sie mit Speichel. Dann pressen sie die Masse fest zusammen. Das Nest ist so leicht, dass es an Ästen aufgehängt werden kann.

Manch Bionische Erfindung kam durch Zufall zustande. Beim Beobachten einer Schlange auf nassem Stein fiel einem Erfinder auf, dass sich diese nach oben schlängeln konnte ohne abzurutschen. Die Untersuchung einer Schlangenhaut ergab später, dass sich Schuppen auf der Oberfläche befinden, die das Gleiten in die eine Richtung erleichtern und in die andere erschweren. Die Schuppen stehen auf der eine Seite hoch, während sie auf der anderen Flach anliegen. Schlangen besitzen also eine eingebaute "Notbremse". Diesen Trick hat der Erfinder später auf Skier übertragen. Eine spezielle Klebefolie sorgt dafür, dass man nicht mehr rückwärts abrutscht. Die "Schlangenfolie" verschafft Skifahrern das Gleitgefühl einer Kobra!

Andere Erfindungen brauchte Jahrhunderte zur Vollendung. Schon Leonardo de Vinci entwarf vor 500 Jahren diverse Flugmaschinen, die sich wie Vögel durch die Luft bewegen sollten. Doch es fehlten leichte Baumaterialien. 400 Jahre später war es dann soweit und die ersten Flugzeuge starteten. Danach verlief die Entwicklung der Luftfahrt genauso vielfältig wie die unserer gefiederten Freunde.

Große Vögel wie der Albatros machten vor, wie man mit wenig Energieaufwand weite Strecken zurücklegt. Sie standen Pate für die Entwicklung von langen Tragflächen und Segelflugzeugen. Studien von Libellen lieferte wichtige Daten für die ersten Helikopter und der Höckerschwan machte vor, wie man auf dem Wasser starten und landen kann. Sein Erfolgsgeheimnis sind große Füße mit Schwimmhäuten. Beim Start rennt er förmlich auf dem Wasser. Das Pendant beim Wasserflugzeug sind die großen Kufen. Um auf dem Wasser zu landen gleitet der Flieger dicht über die Oberfläche, bis die Kufen fast horizontal aufsetzen. Genauso macht es auch der Höckerschwan. Manchmal steckt der Fortschritt eben im Detail!

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Text: Michael Krabs
Fotos: Bildagentur Zoonar (Fotograf1, Fotograf2)
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