Zurück zur Natur

Im Jahr 2001 schickte einer der größten Bodenbelagshersteller der Welt ein Designteam in die Wildnis, um zu fragen: Wie würde die Natur einen Teppich entwerfen? Heute liegt die Antwort in Büroparks auf der ganzen Welt.

Es dämmerte ihnen, dass in der Natur keine zwei Dinge gleich sind und dass es eine zufällige Verteilung der Vielfalt auf dem Waldboden und in Flussbetten gibt, sagt Ray Anderson, Gründer und Vorsitzender von Interface mit Sitz in Atlanta, GA. Ausgehend von dieser Beobachtung entwarf das Unternehmen einen Teppich namens Entropy, der mit zufälligen Fliesenmustern verlegt wird.

Durch den Blick auf die Natur reiht sich Interface in die Reihe der Unternehmen ein, die die aufkommende Wissenschaft der Biomimikry einsetzen – die Idee, dass die Natur Millionen von Herstellungs- und Designprozessen perfektioniert hat, die der Mensch nachahmen kann. Während die Bionik die Forschung in den Biowissenschaften seit langem lenkt, erreicht ihr Einfluss jetzt überraschende neue Industrien, von den Teppichfabriken von Interface bis hin zu Herstellern von Computerchips. Unternehmer, Produktdesigner und Wissenschaftler wenden sich zunehmend der Natur zu, um sowohl bestehende Produkte zu verbessern als auch völlig neuartige Kreationen zu entwickeln.



Bei Iridigm Display in San Francisco zum Beispiel beobachteten Forscher Parallelen zwischen ihrer Technologie – mikroelektromechanischen Systemen (MEMS) für Displays mobiler Geräte – und den Strukturen, die schillernde Muster auf den Flügeln eines Schmetterlings erzeugen. Eines der interessantesten Dinge an Schmetterlingsstrukturen ist, dass sie keine Farbverschiebung aufweisen, wenn man den Flügel aus verschiedenen Blickwinkeln betrachtet, sagt Mark Miles, Firmengründer und Chief Technology Officer. Die Beobachtung hat Iridigm dazu inspiriert, den gleichen Effekt zu versuchen. Wir greifen auf bestehende natürliche Systeme zurück, um letztendlich elegantere und kostengünstigere Alternativen zu entwickeln, sagt er. Es gibt eine wachsende Anerkennung des Endlagers, das die Natur darstellt.

Dieses Repository enthält den Schlüssel zu besseren Klebstoffen, glaubt Herbert Waite, Professor für Molekulare Zell- und Entwicklungsbiologie an der University of California, Santa Barbara. Beim Auftragen von Haftpolymeren auf Oberflächen seien Menschen in Industrie und Fertigung sehr bemüht, Wasser zu entfernen. Aber Wasser ist kein Hindernis für Muscheln, die sich mit kleberartigen Haftpolymeren an den verschiedensten Unterwasseroberflächen festkleben. Waite glaubt, dass er und seine Kollegen das Geheimnis der Muschel kennengelernt haben.

Um an einem Unterwassergestein zu haften, sondert die Muschel klebrige Anker ab, die in der Nähe ihres Körpers weich und gummiartig sind, sich jedoch allmählich zu einer nylonähnlichen Konsistenz versteifen, wo sie am Gestein haften. Das Bemerkenswerte, so Waite, ist, dass durch den sanften Verlauf von den weichen zu den steifen Bereichen keine Spannungspunkte entstehen – ein großes Problem für Materialwissenschaftler, die oft Schwierigkeiten haben, verschiedene Materialien für eine effektive Haftung zu kombinieren. Das Konzept der molekularen Gradienten, die zu mechanischen Gradienten führen, wird einen erheblichen Einfluss auf die Art und Weise haben, wie Materialien in Zukunft entwickelt werden, sagt Waite.

Mehrere Labore entwickeln Anwendungen basierend auf einzelnen isolierten Muschelproteinen. Laut Waite reichen die zukünftigen Anwendungen von der Verklebung von Unterwasserkomponenten während des Brückenbaus bis zur Reparatur von Netzhautrissen.

Produktdesign-Unternehmen wie Ideo mit Sitz in Palo Alto, Kalifornien, arbeiten daran, neue Erkenntnisse in ihre Designprozesse zu integrieren. Die Designer von Ideo haben die Zusammensetzung natürlicher Strukturen wie der Abalone-Muschel untersucht, um bessere Materialien zu entwickeln, und Forschungen zur Lichtbeugung an Vogelfedern verwendet, um Farben ohne Pigment zu entwickeln. Bei einer Reihe von Projekten, die wir durchgeführt haben, hat die Biomimikry das Endergebnis beeinflusst, sagt Ben Tarbell, Projektmanager von Ideo. Sein Arbeitgeber organisiert dieses Jahr einen Gipfel für IT-Unternehmen aus dem Silicon Valley, um den verstärkten Einsatz von Bionik bei der Entwicklung von Computern bis hin zu Netzwerkinfrastrukturen zu untersuchen. Es hat viel Potenzial, eine großartige Inspirationsquelle für Innovationen zu sein, sagt er.

Waite stimmt zu. [Biomimicry] wird den zukünftigen Verlauf der Technik grundlegend beeinflussen – nicht nur für die Synthese von Materialien und deren Zusammensetzung, sondern auch für deren Verarbeitung werden völlig neue und unerwartete Paradigmen geschaffen. Er nannte die Chipherstellung als einen Bereich, in dem natürliche Systeme wie Schwämme wertvolle Erkenntnisse liefern. Gleichzeitig ist mehr Forschung erforderlich. Der wahre Wert dieser bioinspirierten Strategien liegt in der Tiefe unseres Verständnisses solcher Systeme. Wir müssen mehr Grundlagenforschung betreiben.

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