Von Schlangen lernen

Ideenwettbewerb liefert Konzepte für von der Natur inspirierte technische Lösungen.

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Im Laufe der Evolution sind in der belebten Natur Lösungen für zahlreiche Herausforderungen entstanden, vor denen auch Ingenieurinnen und Ingenieure bei ihrer Entwicklungsarbeit stehen. Wie technische Lösungen von der Inspiration aus der Natur profitieren könnten, zeigen die Projekte, die für den Ideenwettbewerb des Bionik-Zentrums der TUM eingereicht wurden. So könnten die Blutgefäße einer Schlange als Vorbild für Sonnenkollektoren dienen und Insektenlarven in großem Maßstab Plastikmüll in neuartige Kunstfasern umwandeln.

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Biologische Organismen haben unzählige Techniken entwickelt, die ihnen erlauben, unter unterschiedlichsten Bedingungen zu überleben. Pflanzen können die Energie der Sonne nutzen und produzieren oft Samen, die sich über große Strecken verbreiten, Vögel haben Knochen, die leicht und stabil sind, und Fledermäuse können sich auch im Dunkeln hervorragend orientieren. Damit haben sie Lösungen für Fragestellungen gefunden, vor denen auch Ingenieurinnen und Ingenieure stehen, die zum Beispiel Anlagen zur Nutzung erneuerbarer Energien oder energieeffiziente Fluggeräte bauen wollen.

Lösungen aus der Natur nutzen

In der belebten Natur entstandene Lösungen für technische Probleme zu erkennen, zu analysieren und der technischen Umsetzung zugänglich zu machen ist Aufgabe der Bionik. „Unser Ziel an der Technischen Universität München (TUM) ist, diese bionische Übertragung schon früh in das studentische Denken einzubringen, die Offenheit für natürliche Lösungen zu fördern und auch die Kreativität zu bestärken“, erklärt Harald Luksch, Professor für Zoologie und Leiter des Bionik-Teams der TUM, das seit Kurzem an der Munich School of BioEngineering (MSB) angesiedelt ist. Ebenso zentral sei die Förderung der interdisziplinären Kommunikation und Kooperation bei den Forschenden.

Im Jahr 2019 hat das Bionik-Team einen Ideenwettbewerb ausgeschrieben. „Wir waren uns sicher, dass an der TUM einiges Potenzial für neue bionische Projekte schlummert“, sagt Gwillem Mosedale, seit September 2019 Projekt-Manager im Bionik-Team. Dass er sich nicht geirrt hat, zeigte die Resonanz: 17 Projektideen wurden innerhalb des kurzen, dreiwöchigen Zeitfensters eingereicht; sechs davon erhalten nun eine Förderung von je 10.000 Euro. Die Gewinner wurden am 4. Dezember im gut gefüllten MSB-Vorlesungsaal vorgestellt. Hier zwei Projekt-Beispiele:

Sinnesorgane von Schlangen als Vorbild

Ein Projekt beschäftigt sich beispielsweise mit Klapperschlangen. Die Tiere sind hochempfindlich in der Wahrnehmung von Infrarotstrahlung und können dadurch ihre Beutetiere auch im Dunkeln zuverlässig erkennen. Das dafür zuständige Sinnesorgan bleibt dabei kühl, entstehende Wärme wird rasch abtransportiert. Die Klapperschlange könnte damit als Vorbild dienen, um den Strömungswiderstand in den gewundenen Rohren von Sonnenkollektoren zu verringern. Mit diesem Ziel wollen Karen Alim, Professorin für die Theorie biologischer Netzwerke, und Dr. Tobias Kohl vom Lehrstuhl für Zoologie die verantwortlichen Mechanismen bei den Reptilien untersuchen.

Biologisches Kunststoff-Recycling

Ein weiteres Projekt beschäftigt sich mit dem Abbau von Kunststoff: Wenige Organismen besitzen die Fähigkeit, moderne Kunststoffe zu zersetzen und zu verwerten. Eleonore Eisath, Absolventin des Masterstudiengangs Industrial Design der TUM, möchte gemeinsam mit zwei ehemaligen Kommilitonen herausfinden, ob und wie sich solche Organismen in großem Maßstab für das Kunststoff­-Recycling nutzen lassen. Unterstützt wird sie dabei von Dr. Sandra Hirsch vom Lehrstuhl für Industrial Design. Unter anderem wollen die Forschenden sich mit der Larve der großen Wachsmotte beschäftigen. Diese kann Polyethylen fressen und produziert daraus einen Faden, der als neuartige Kunstfaser dienen könnte.

„Wir unterstützen Forscherinnen und Forscher aller Fachrichtungen wie auch Studierende der TUM auf allen Etappen des Forschens und Gründens im Bereich der Bionik“, erklärt Gwillem Mosedale, Projekt-Manager im Bionik-Team. „Etwa bei der Ideenfindung, der Suche nach interdisziplinären Kooperationspartnern oder dem fachübergreifenden Arbeiten.“

Medienkontakt MSB

Dr. Paul Piwnicki
Presseferent MSB
Telefon: +49 89 289 10808
E-Mail: paul.piwnicki(at)tum.de

Kontakt Bionik

Gwillem Mosedale M.Sc.
Projekt-Manager Bionik
Telefon: +49 173 8522376
E-Mail: gwillem.mosedale(at)tum.de