Bionik: Die Natur als genialer Ingenieur und Konstrukteur

Warum kann die Wasserspinne schwimmen und tauchen, ohne nass zu werden? Das ist eine der Fragen, der die moderne Fachrichtung der Bionik auf den Grund zu gehen versucht. Ziel der Bioniker: Solche Patentrezepte der Natur in menschliche Technik umzusetzen. Denn die Natur ist zweifellos der beste Ingenieur und der genialste Konstrukteur.

Das junge Forschungsgebiet der Bionik kombiniert seinen Namen aus den beiden Begriffen Biologie und Technik. Tatsächlich handelt es sich um eine interdisziplinäre Disziplin, die Biologie mit den Ingenieurwissenschaften, der Architektur und der Mathematik verknüpft. Ihr Grundgedanke: Die Ideen und Problemlösungen der Natur, die sich in einem über Millionen von Jahren dauernden Evolutionsprozess bewähren, für den Menschen nutzbar zu machen.

Den Begriff Bionik prägte 1958 ein amerikanischer Luftwaffen-Offizier, doch der erste Bioniker der Welt war der Italiener Leonardo da Vinci. Bereits vor 500 Jahren studierte das Universalgenie den Flug der Vögel und konstruierte nach seinen Erkenntnissen ein Flugobjekt. Auch das Prinzip des Hubschraubers schaute er schon damals der Natur ab. Später triumphierte Otto Lilienthal mit seinem „Flugapparat“, den er nach ausgiebigem Studium eines Storchenflügels konstruiert hatte.

Auch Fische sind immer wieder interessante Studienobjekte der Bionik-Experten. So dient beispielsweise die Nase des Delfins als Vorbild für den birnenförmigen Bugvorsatz, der Schiffe mit weniger Widerstand und damit geringerem Treibstoffverbrauch über die Weltmeere fahren lässt. Und die raue Haut des Haifisches kopieren Airbus-Ingenieure in Form einer rillenförmigen Folie, mit der sie die Tragflächen des Flugzeugs bespannen. Der Effekt: eine um bis zu sechs Prozent geringere Reibung - und eine beträchtliche Einsparung an Flugbenzin.

Selbstreinigende Oberflächen basieren auf dem Vorbild der Blätter der Lotosblume, hoch belastbare Metallschäume sind der Knochenstruktur nachempfunden und hochmoderne, sich selbst schärfende Zerkleinerungswerkzeuge kopieren das Prinzip der Nagetierzähne. Selbst für alltägliche Dinge wie den praktischen Klettverschluss lieferte die Biologie geniale Rezepte.

Die Natur auch als Vorbild für Nachhaltigkeit

Bionik-Forschung bedeutet nicht, die Natur zu kopieren. Vielmehr geht es darum, ihre Prinzipien zu verstehen und sie als Anregung für Innovationen zu nutzen. So bieten die in Jahrmillionen entwickelten und stetig verbesserten Erfindungen der Natur ein unerschöpfliches Reservoir für Ideen und Inspirationen, von denen nicht nur die Technik profitiert. Mehr denn je kann die Bionik nämlich auch dem Umweltschutz dienen. Denn viele der innovativen Konzepte, die Ingenieure und Wissenschaftler aus der Biologie übernehmen oder adaptieren, entsprechen dem Grundsatz der Nachhaltigkeit: Die Natur erreicht ihre Ziele stets ökonomisch mit einem Minimum an Energie, schont die Ressourcen und führt ihre Abfälle immer vollständig in den natürlichen Kreislauf zurück - ein Vorbild, das es zu kopieren lohnt.