„Erfindungen“ der Natur

Die Blätter der  Lotuspflanze waren Vorbild für den "Lotuseffekt", Foto: Dieter Wendelken / pixelio.de

Foto: © Dieter Wendelken / PIXELIO

Die Natur hat unzählige Problemlösungen gefunden. Seit wir gelernt haben, mit dem Erbmaterial die Baupläne des Lebens zu entschlüsseln und zu nutzen, werden der Natur mehr Geheimnisse als je zuvor entlockt. Dabei ließen sich Menschen schon immer von der Natur zu Erfindungen anregen, natürliche Problemlösungen haben viel zur menschlichen Entwicklung beigetragen. Nicht zuletzt ist die Natur ein Depot für heilende Wirkstoffe, liefert Vorbilder für Materialien, Mobilität, Industriedesign oder Architektur. Experten gehen davon aus, dass mehr als 95 Prozent des natürlichen Ideen-Vorrats noch nicht erschlossen sind. Sie versprechen sich beispielsweise Ansätze für Problemlösungen beim Energiesparen oder Verpackungen.

Die Natur ist der größte Arzneimittelschrank

Mehr als die Hälfte aller Arzneien und rund drei Viertel der antibakteriellen Wirkstoffe basieren auf natürlichen Stoffen. Weltweit wenden acht von zehn Menschen Heilpflanzen an, um gesund zu werden oder zu bleiben. Meist sind es Frauen, die das traditionelle und oft Jahrhunderte alte Wissen über regionale Heilmittel bewahren. Exotische Pflanzen heilen auch bei uns: Etwa ein Viertel aller Medikamente fußt auf Wirkstoffen tropischer Gewächse. So wird aus dem Madagaskar-Immergrün ein Präparat angefertigt, das die Überlebensrate krebskranker Kinder deutlich erhöht.

Bionik & Biodesign

Produktdesigner, die vermeiden wollen, das Rad neu zu erfinden, suchen verstärkt in der Natur nach Vorbildern für Problemlösungen. Oder sie suchen zuerst nach natürlichen „Erfindungen“, die anschließend Eingang in ein Produkt finden könnten. Zwar haben sich Menschen schon seit langem Designs von der Natur abgeguckt – schon Leonardo da Vinci übertrug Lösungen der Natur auf technische Konstruktionen – aber die Bionik bzw. Biomimikry genannte Mischung von Biologie und Technik hebt dieses einfache Abschauen auf eine neue Ebene.

Die „Wunder der Natur“ sind zu Ratgebern in den Laboren von Produktentwicklern geworden. Auf natürlichen Lösungen basierende Konzepte gibt es in vielen Bereichen: In der Architektur kann ein Gebäude, das einem Termitenhügel nachempfunden ist, passiv ein optimales Raumklima bieten, in der Mobilität verringern Oberflächen, die extrem glatt wie die Haut eines Sandfisches sind, den Reibungswiderstand besser als polierter Stahl. Oder die besondere Struktur von Haihaut, die als Vorbild für eine Folie dient, die den Luftwiderstand von Flugzeugen verringert. Bekannter ist die der Beschaffenheit von Lotusblättern nachempfundene Fassadenfarbe, an der kein Schmutz haften bleibt und die sich beim Kontakt mit Wasser selbst reinigt („Lotuseffekt“). Aber nicht nur Formen, Strukturen oder Funktionen werden von der Natur übernommen, sondern auch ganze Prozesse: Ökosysteme sind gute Vorbilder für ineinander verwobene Produkt-Lebenszyklen als Grundlage ökologischerer Produktionsweisen.

Aber wie können Produktentwickler auf die passenden Informationen aus der Biologie stoßen? Vom Fraunhofer-Institut für Arbeitsforschung und Organisation wurde ein Werkzeug entwickelt, mit dem Lösungsstrategien der Natur so aufgespürt werden können, dass sie ohne Umschweife für Ingenieure nutzbar sind. „BioPat“ ist in der Lage, in umfangreichem Datenmaterial aus der Biologie nach Phänomenen zu suchen, die zur gefragten technischen Lösung passen könnten. Vorschläge, die nicht zur Kernkompetenz des Unternehmens passen, werden anschließend aussortiert. Schlussendlich hilft das Werkzeug noch, Prinzipien hinter natürlichen Problemlösungen auf technologische zu übertragen.