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.
Berlin – Was hat das Fell von Eisbären mit modernen Sonnenkollektoren zu tun? Mehr, als es auf den ersten Blick scheint. Die weißen Haare dienen nicht nur zur Tarnung und leiten Sonnenlicht mit minimalem Verlust zur schwarzen lichtabsorbierenden Oberhaut der Tiere. Die zwischen den Haaren eingeschlossene Luft fungiert natürlich auch als effektive Isolierschicht. Diese Eigenschaft inspirierte Ingenieure am Institut für Textil- und Verfahrenstechnik (ITV) in Denkendorf und im Unternehmen SolarEnergie Stefanakis in Stadecken dazu, eine flexible, transparente Wärmedämmschicht für halbkugelförmige Sonnenkollektoren zu entwickeln.
Strukturierte Oberflächen verhindern das Auftreten von Turbulenzen
Ein internationales Forscherteam glaubt, einen überraschend einfachen Weg zur Verringerung des Treibstoffverbrauchs von Flugzeugen gefunden zu haben. Dazu müssen deren Flügel nur aufgeraut werden. Mittels Experimenten in einem Windtunnel konnten die Wissenschaftler demonstrieren, dass dadurch Turbulenzen vermieden und somit auch der Reibungswiderstand verkleinert werden.
Artikel wissenschaft.de:
http://www.wissenschaft.de/wissen/news/262234.html
Learning from nature
Scientists and engineers are increasingly turning to nature for inspiration. The solutions arrived at by natural selection are often a good starting point in the search for answers to scientific and technical problems. Equally, designing and building bioinspired devices or systems can tell us more about the original animal or plant model.
Bioinspiration & Biomimetics, the essential new journal from IOP, will publish research involving the study and distillation of principles and functions found in biological systems that have been developed through evolution, and application of this knowledge to produce novel and exciting basic technologies and new approaches to solving scientific problems.
Die Automobilbranche hat in den letzten Jahren die Evolution als Quelle industrieller Patente für sich entdeckt. Auch im BMW-Stammwerk München setzt man darauf.
Burkhard Göschel, Mitglied des Vorstands der BMW AG, erläutert: ”Bionische Denkweisen bereichern und ergänzen klassische Konstruktionsmethoden. Deshalb nutzen wir sie bei BMW gezielt. Mit ihnen lassen sich Effizienzpotentiale im Produktentstehungsprozess erschließen. Werkstoffe und Bauteile sind mit Hilfe evolutionsähnlicher Prinzipien verbesserbar.?
Biomimetics is a scientific and technical discipline finding inspiration in biological systems to define new engineering solutions. It is a multi-disciplinary subject involving a wide diversity of other domains like electronics, informatics, medicine, biology, chemistry, physics, mathematics, and many others. This discipline has already shown the way to number of innovations and improvements in space engineering.
Pflanzen sind in der Lage, mit Hilfe organischer Substanzen ähnliche Effekte zu erzielen wie wir sie zumeist nur von technischen Materialien kennen. Das haben Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Metallforschung und der Universität Hohenheim am Beispiel fleischfressender Kannenpflanzen gezeigt. Diesen Pflanzen gelingt es mit einer doppelt mit Wachs beschichteten Falle, Insekten zu fangen und festzuhalten. Während die Kristalle der oberen Wachsschicht die Haftorgane der Insekten verschmutzen, reduziert die untere Wachsschicht die Haftfläche, über die Insektenfüße mit der Pflanzenoberfläche in Berührung kommen: Die Insekten rutschen in die kannenförmige Falle und werden dort verdaut (The Journal of Experimental Biology, Dezember 2005). Aus diesen Erkenntnissen ergeben sich auch Hinweise für die Entwicklung von Antihaftfolien.
Natürliches Vorbild könnte neuartige Reflexionsbildschirme ermöglichen
Die oftmals kräftigen Farben von Käfern kommen durch eine dreidimensionale Struktur ihrer Chitinpanzer zustande, haben Forscher der Universität von Namur in Belgien entdeckt. Durch eine Untersuchung mithilfe eines Elektronenmikroskops konnte das Team den genauen Aufbau eines derartigen natürlichen photonischen Kristalls studieren. Dessen künstliche Nachbildung könnte unter anderem in Reflexionsbildschirmen eingesetzt werden.
Physical Review E (Band 72, Artikel 061904)
http://link.aps.org/abstract/PRE/v72/e061904
Umweltstiftung gehört zu den Gewinnern der Initiative – Bundespräsident Köhler ist Schirmherr
Neuer Roboter kann Wände hochkriechen:
Wissenschaftler vom MIT in Cambridge haben einen Roboter entwickelt, dessen Aufbau dem einer Schnecke gleicht. Der Roboter besitzt fünf flache Füße, die auf einem geleeartigen Film gleiten. In ersten Experimenten ist es den Forschern gelungen, die Bewegungsform des natürlichen Vorbilds zu imitieren ? ihre künstliche Schnecke kann senkrechte Wände bezwingen und sogar über die Decke kriechen.
Raffinierte Arbeitsteilung zwischen Vorder- und Hinterläufen machen das Bremsen vor einer Wegbiegung überflüssig
Dank ihres Körperbaus bewältigen laufende Hunde Kurven mit voller Geschwindigkeit und ohne vorher langsamer zu werden. Menschliche Sprinter dagegen müssen vor jeder Biegung abbremsen, da sie sonst aus der Bahn geworfen werden. Zu diesen Ergebnissen gelangen britische Forscher anhand zweier Studien. Ihrer Ansicht nach hängt der gefundene Unterschied mit der unterschiedlichen biomechanischen Funktionsweise der Körper von Zwei- und Vierbeinern zusammen. Beim Menschen müssen die Beinmuskeln nämlich nicht nur die Kraft zum Laufen aufbringen, sondern zugleich auch das in Kurven größere Körpergewicht tragen. Bei Hunden dagegen besteht in dieser Hinsicht Arbeitsteilung: Hüfte und Hinterläufe sorgen für die Spitzengeschwindigkeit, während die Vorderbeine das Körpergewicht bewältigen.
James Usherwood & Alan Wilson
(The Royal Veterinary College, Hatfield):
Biology Letters
(http://www.pubs.royalsoc.ac.uk/biologyletters.shtml)
James Usherwood & Alan Wilson:
Nature, Bd. 438, S. 753
Knochenfasern und das Protein Keratin sorgen für die stabile Leichtigkeit des Schnabels
Tukane verdanken es einem ausgeklügelten Verbundstoffsystem, dass ihr riesiger Schnabel sie nicht aus dem Gleichgewicht bringt: Das Innere des grellbunten Schnabelmaterials besteht aus einem Geflecht von Knochenfasern, die durch Membranen miteinander verbunden sind und ein schaumartiges Material bilden. Dieser Bioverbundstoff ist zusätzlich auf beiden Seiten von mehreren Lagen übereinander geschichteter Plättchen aus Keratin umgeben, dem Protein, aus dem auch Fingernägel bestehen. Durch diesen Aufbau erreichen die Tukanschnäbel eine sehr hohe Stabilität bei einem extrem geringen Gewicht, entdeckten der amerikanischen Forscher Marc Meyers und seine Kollegen.
