Biomimetische Materialien und Technologien für eine nachhaltige Zukunft

Im Forschungszweig der Bionik bemühen sich forscher weltweit seit den 1990er Jahren, biologische Strukturen auf technische Anwendungen zu übertragen und als Vorlage für Konstruktionswerkstoffe zu verwenden. Sind moderne Hochleistungsmaterialien oft auf eine oder wenige Eigenschaften optimiert, weisen biomimetische Materialien meist multifunktionelle Qualitäten auf.

Ein Beispiel ist die Kieselalge: Mal sind sie kugelförmig mit gleichmäßig verteilten Öffnungen, mal bestimmt eine strahlenförmige Struktur ihre Geometrie. Man kennt heute einige Tausend Arten. Allen gemein ist die Leichtbauweise und gleichzeitig hohe Festigkeit der Schale, die sie vor Feinden schützt und dem Gewicht der Wassersäule entgegenwirkt. Die Struktur muss im Wasser schweben können, um die in das Meerwasser eintreffenden Lichtstrahlen für die Fotosynthese nutzen zu können. So sind in dem gerade ein- mal ein zwanzigstel Millimeter großen Panzer, dessen Aufbau für technische Anwendungen hochinteressant ist, Poren, Rippen und Waben enthalten. Das enorme Verhältnis zwischen geringem Gewicht bei gleichzeitig hoher Festigkeit begeistert die Wissenschaft seit einigen Jahren.

Unter dem Thema „Learning from Nature“ befasste sich das zweite Symposium GREENDESIGN im Jahr 2011 mit Modellen und Produktkonzepten, die der Natur als Vorbild entnommen werden. Es stand vor allem im Fokus, inwieweit Strategien zu nachhaltiger Gestaltung aus biologischen Zusammenhängen generiert werden können. Als Materialexperte war Dr. Sascha Peters eingeladen, einen Beitrag zu biomimetischen Werkstofftechnologien zu leisten und einen Ausblick auf zukünftige Materialentwicklungen zu skizzieren. Das Symposium fand am 5. April 2011 im Haus der Kulturen der Welt Berlin statt.