Staunen ist die Sehnsucht nach Wissen
Thomas von Aquin, Philosoph und Theologe
Die Wissenschaft kennt heute zirka 1,7 Millionen Arten von Lebewesen. Sie und ihre Entwicklung in der belebten Natur schaffen einen unerschöpflichen Fundus an Ideen und Vorbildern für technische Entwicklungen. In Ausstellungen, Botanischen Gärten, Zoos und Museen, ist innovative Forschung verortet. Hier wird Bionik greifbar und eindrucksvoll erlebbar.
Fliegende Fische können über vierzig Sekunden lang in der Luft gleiten. Mit einer Geschwindigkeit von siebzig Stundenkilometern legen sie bis zu 400 Meter lange Strecken zurück. Mit ihren flügelähnlichen Flossen gleiten sie ebenso gut wie Vögel. Damit sind sie sowohl an das Wasser als auch an die Luft hervorragend angepasst.
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Man könnte annehmen, Kartoffelkäfer trainieren täglich im Fitnessstudio. Auf glatten Oberflächen halten sie in Kraftexperimenten das bis 70fache ihres eigenen Körpergewichtes aus. Spargelhähnchen, eine andere Blattkäferart, könnten zur Klebstoffindustrie wechseln: Der Kleber, mit dem sie ihre Eier auf die ohnehin schwer benetzbaren nadelähnlichen Spargelblätter kleben, hält mehr als das 20.000fache ihres Ei-Gewichts. Forscher des Zoologischen Instituts der Christian-Albrechts-Universität Kiel untersuchen Wechselwirkungen zwischen Pflanzenoberflächen und Insekten. In Kraftmessversuchen ermitteln sie die Haltekräfte auf definierten, unterschiedlich rauen Oberflächen, die Rückschlüsse auf deren Haftung an Pflanzenoberflächen zulassen. Die Ergebnisse zur funktionellen Morphologie und Biomechanik von Insekten helfen, neue biologische oder physikalische Ansätze für den Pflanzenschutz zu gewinnen. Sie werden während der 57. Deutschen Pflanzenschutztagung vom 6.-9.9.2010 in Berlin vorgestellt und diskutiert.
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Japanische Forscher haben einen elektronischen Sensor so mit lebenden Zellen kombiniert, dass dieser Duftstoffe erkennen kann. Der Biohybrid-Sensor könnte zukünftig Roboter steuern oder in Geräten zur Geruchswahrnehmung zum Einsatz kommen. Das System funktioniert nach dem Prinzip, mit dem Insekten Geruchsstoffe wahrnehmen: Chemische Substanzen binden sich an spezielle Rezeptoren auf den Oberflächen bestimmter Zellen und lösen dabei einen winzigen elektrischen Impuls aus. Dieses System imitierten die Wissenschaftler mit Froscheizellen, die sie durch genetische Veränderungen dazu brachten, an ihrer Oberfläche die Geruchsrezeptoren der Insekten zu bilden. Auf diese Weise gelang es den Forschern von der Universität von Tokio, einen Roboter mittels Duftstoffen zu steuern.
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Ein komplexes Schichtsystem verleiht dem Zahnschmelz seine enorme Belastbarkeit. Das haben Wissenschaftler um Gerold Schneider von der Technischen Universität Hamburg-Harburg herausgefunden. ”Der Schlüssel für die außergewöhnlichen Eigenschaften des Zahnschmelzes liegt in der Koexistenz von harten und weichen Materialien”, erklärt Schneider. Auf die Spur kamen die Forscher dem Geheimnis der Feinstruktur des Zahnschmelzes mit Hilfe der Rasterelektronenmikroskopie, berichtet die Technische Universität Hamburg-Harburg.
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Flattermänner im Flüsterflug
Mopsfledermäuse verdanken ihren Jagderfolg besonders leisen Ultraschallrufen
Mopsfledermäuse sind bei der Jagd auf Motten deutlich erfolgreicher als andere Fledermausarten. Englische Wissenschaftler haben nun das Erfolgsgeheimnis der Tiere gelüftet: Die Ultraschalllaute, die die Mopsfledermäuse ausstoßen, um ihre Beute zu orten, sind bis zu hundert Mal leiser als die ihrer Verwandten. Selbst solche Mottenarten, die Ultraschallfrequenzen prinzipiell wahrnehmen können, entdecken ihre Feinde somit erst, wenn es zu spät ist. Damit hat sich die Mopsfledermaus eine ökologische Nische gesichert, da die meisten anderen Fledermäuse leichter zu jagende Beute bevorzugen. Allerdings nehmen die Tiere dafür auch einen Nachteil in Kauf: Die Flüsterrufe engen den Suchradius deutlich ein.
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TRATEGIE: Die noch junge Forschungsdisziplin der Wirtschaftsbionik zeigt, was Unternehmen von der Natur lernen können. Von der Organisation über die Kommunikation bis hin zur Strategie. Doch die Tier- und Pflanzenwelt taugt nicht immer als Ratgeber.
VDI nachrichten, Berlin, 13.8.10
Ein Blick in die Natur half, um die wasserdichte, aber atmungsaktive Kunststoffmembran ”Gore-Tex” zu entwickeln. Doch die amerikanische Firma W. L. Gore & Associates lernt nicht nur technologisch von der Natur, sondern auch bei ihrer Unternehmensstruktur. Die Firmengründer Bill und Vieve Gore orientieren sich dabei an Amöben. Besonderes Kennzeichen der Einzeller: Sie sind äußerst anpassungsfähig und gelten als Meister der Selbstorganisation. In die Geschäftspraxis des Textilherstellers übersetzt bedeutet dies, dass hier auf Hierarchien verzichtet wird.
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Für Lianen ist Wundheilung eine Selbstverständlichkeit. Bald auch für Polyurethan-Schäume von RAMPF Giessharze. Im Labormaßstab ist es dem Forschungsteam um Dr. Olga Speck vom Kompetenznetz Biomimetik der Universität Freiburg bereits gelungen, die Selbstreparatureffekte zu übertragen. Eine Membran aus PU könnte zukünftig Luftmatratzen, Fahrradschläuche oder Schlauchboote schützen.
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Natur als Vorbild für technische Neuerungen: Termitenarchitektur als Energiesparer
Der kleine schwarze Käfer verneigt sich gen Westen. An einem Sanddünenabhang der Namib-Wüste verharrt er, um zu trinken. Der Nebeltrinker-Käfer ist zu einer Ikone des Wüstenlebens geworden. Spezielle Strukturen auf seiner Körperoberfläche bringen aufziehenden Nebel dazu, sich als kleine Tröpfchen abzusetzen und sorgen dafür, dass das so aufgefangene Wasser Richtung Mund läuft.
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An der EPFL in Lausanne arbeiten Forscher an neuen Fortbewegungssystemen für Roboter, die aus der Natur entlehnt wurden.
Wissenschaftler an der Schweizer Ecole Polytechnique Federale in Lausanne (EPFL) haben neuartige Mini-Roboter entwickelt, deren Mechanik sich an Flug- und Sprunginsekten orientiert. Das Projekt des Forschers Mirko Kovac hat das Ziel, Geräte zu bauen, die sich mit aus der Natur entlehnten Fortbewegungsmethoden in der Welt zurechtfinden.
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Tiere und Pflanzen dienen oft als Vorbilder für technische Neuheiten. Auch Manager können viel von der Natur lernen.
Vielleicht sollten sich alle Manager eine Orchidee ins Büro stellen. Nicht zur Zierde, sondern als abschreckendes Beispiel. Denn wer diese sensible Pflanze genau betrachtet, kann von ihr lernen, welchen Fehler er keinesfalls machen darf. ”Um Insekten anzulocken, täuscht die Orchidee mit Pheromonen vor, sie sei ein Sexualpartner”, erklärt der Berliner Unternehmensberater Klaus-Stephan Otto. ”Dieser Bluff schadet eher. Ein Insekt lässt sich zwar einmal täuschen, doch ein zweites Mal kommt es nicht zurück. Außerdem teilt es Artgenossen mit, dass sich der Anflug auf die Orchidee nicht lohnt.” Das sei einer der Gründe dafür, dass Orchideen vom Aussterben bedroht seien. Je mehr Insekten sich für eine Pflanze interessieren, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass Pollen weitergetragen werden. Blumen, die nicht versuchen zu tricksen, sind im Vorteil bei der Fortpflanzung.
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Das vom Fraunhofer IAO entwickelte Tool »BIOPS« verschafft Unternehmen bei der Entwicklung technischer Innovationen Zugang zum enormen Lösungspotenzial der Natur. Interessierte können das Suchwerkzeug ab 1. Oktober 2010 unter www.nature4innovation.com testen.
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