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HANNOVER MESSE 2018, 23. - 27. April
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Smart Supply

Expeditionen ins Tierreich

Manche Dinge sind von Natur aus bereits so gut, dass sie sich kaum noch verbessern lassen. Die Bionik nimmt sich solche Phänomene als Vorbild – und baut sie erfolgreich nach.

13.02.2017
Federn smart materials

Was haben die Außenhülle von Flugzeugen, Autolacke und Shampooflaschen gemeinsam? Vorbilder in der Natur! Nicht etwa, dass dort Haarwaschmittel auf Bäumen wächst oder das bunte Federkleid von Vögeln nur aufgemalt wäre – aber die Natur liefert die Vorlage für einen besonderen Bereich der Wissenschaft: Bionik. Einer der bekanntesten Vertreter dürfte der sogenannte Lotus-Effekt sein. Ob Bratpfannen, Autos, Kleidung oder Regenschirme – es gibt unzählige Produkte die mit den besonderen Eigenschaften werben, Schmutz und Wasser einfach abperlen zu lassen.

Vorbild dieser Eigenschaft ist die Lotuspflanze, deren Oberflächenstruktur einen ähnlichen Effekt erzielt. Seit den 1990er Jahren nutzt die Industrie den künstlichen Nachbau in allerlei Materialien – und entwickelt ihn sogar weiter. So perlt Schmutz von einer Oberfläche im Forschungslabor der Duke University in North Carolina nicht einfach nur ab. Beim Kontakt mit Wasser springen die Partikel buchstäblich ab, das Material reinigt sich selbst .

Pfeilgiftfrösche als Vorbild

Einen ganz ähnlichen Ansatz, wenn auch deutlich spezifischer, nutzen Forscher der Arizona State University . Als Vorbild für deren Entwicklung dienen Pfeilgiftfrösche, die auf ihrer Haut unterschiedliche Drüsen besitzen.

Frosch smart materials
Die Hautbeschaffenheit und Eigenschaften vieler Tiere liefern Erkenntnisse für die Bionik.

Die einen befeuchten die Haut, die anderen sondern ein Gift ab, um Fressfeinde abzuwehren. Dieses Prinzip wenden die Forscher auf Flugzeuge an, um sie eisfrei zu halten.

Kalter Regen prallt an der oberen Schicht einfach ab. Bei hoher Luftfeuchtigkeit und niedrigen Temperaturen würde sich kondensiertes Wasser in Frost verwandeln und vereisen. Das verhindert eine zweite Schicht, die Frostschutzmittel aufnimmt und an die obere Schicht abgibt. Eine vielversprechende Erfindung, die auch in der Automobilindustrie Anwendung finden dürfte.

Von der Natur in die Industrie

Dass solche Entwicklungen Eingang in industrielle Produkte finden, daran arbeiten unter anderem Netzwerke wie das Leichtbau-Cluster der Hochschule Landshut und der internationale Fachverband für Mikrotechnik (IVAM). Auf der HANNOVER MESSE zeigen etwa Unternehmen, Forschungseinrichtungen und Dienstleister des Clusters ihre Entwicklungen, vor allem in den Bereichen Leichtbauwerkstoffe und Fertigungstechnologien .

Aber nicht nur für Unternehmen sind Oberflächen nach dem Vorbild der Natur relevant. Auch im Alltag finden sich Beispiele für den sinnvollen Einsatz von Nanotechnologie und Bionik. Etwa beim leeren der Shampooflasche. Denn der Rest, der trotz Schütteln und Schwenken in der Packung bleibt, ist nicht nur ärgerlich für Verbraucher, sondern schädlich für die Umwelt. Dank einer speziellen Beschichtung könnten Shampooflaschen künftig ganz von alleine leerlaufen.

Bis auf den letzten Tropfen

Im Auftrag eines Shampooherstellers haben Forscher der Ohio State University in Columbus eine Methode entwickelt, mit der man den hartnäckigen Tropfen beikommen kann: Mikroskopisch kleine Nanopartikel bilden auf der Innenseite ein Muster, an dem Flüssigkeiten physikalisch nicht hängen bleiben können. Der Lotus-Effekt funktioniert also auch im Inneren.

Wo immer smarte Materialien eingesetzt werden, machen sie Technik weniger komplex und dadurch zuverlässiger sowie haltbarer: Der Nutzen ist offensichtlich, das Potenzial für die Zukunft enorm. Auf der HANNOVER MESSE treffen Experten aus Wissenschaft und Wirtschaft zusammen und legen gemeinsam den Grundstein für visionäre Produkte und Anwendungen. Werfen Sie mit Ihnen den Blick nach vorne: auf der Research & Technology , der internationalen Leitmesse für Forschung, Entwicklung und Technologietransfer.

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