Bionik-Ideenwettbewerb ausgezeichnet

Bienen können Ingenieuren helfen

Würzburg - 04.07.2007

Das Biozentrum der Uni Würzburg wollen gemeinsam mit dem Institut für Nichtmetallische Werkstoffe der TU Clausthal und dem Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) „Bionische Schwingungserregersysteme“ entwickeln. Damit gelangten sie unter die sechs besten des Ideenwettbewerbs „Bionik - Innovationen aus der Natur“, der vom Bundesforschungsministerium ausgelobt wurde und an dem sich etwa 150 Forscherteams beteiligt hatten.

Laut Pressemitteilung der Uni Würzburg hat die Würzburger BEEgroup um den Bienenforscher Jürgen Tautz nun aufzeigen können, dass eine Kombination aus einem sozusagen intelligenten Werkstoff – dem Wachs – und einem bestimmten Verhalten der Biene für die regelmäßige Struktur der Waben verantwortlich ist. Denn eigentlich bauen die Bienen ihre Zellen rund; erst wenn ein darauf spezialisiertes Tier das Wachs auf 45 Grad Celsius erwärmt, nimmt der Bau von alleine die regelmäßige sechseckige Struktur an.

Die Entdeckung war für Bienenexperten natürlich eine kleine Sensation; dass sich auch Physiker und Ingenieure dafür begeistern würden, hatten die Mitglieder der Beegroup allerdings nicht erwartet. Und doch: „Kurz nach der Publikation erhielten wir einen Anruf aus dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrttechnik in Braunschweig“, sagt Tautz. Das Würzburger Team habe damit eine Lösung für ein Problem aufgezeigt, dass die Physiker und Ingenieure ebenfalls schon lange beschäftigt habe. Sechsecke kommen in der Industrie überall dort vor, wo ein leichtes und gleichzeitig stabiles Material benötigt wird. Das ist beispielsweise in der Luftfahrt der Fall beim Bau von Flugzeugen; das spielt in der Architektur eine Rolle, wenn es darum geht, erdbebensichere Gebäude zu entwickeln, das ist aber auch für Handyhersteller interessant, die einen möglichst sparsamen Vibrationsalarm in ihre Geräte installieren wollen. Bisher ist die Produktion solcher Waben in der gewünschten Präzision ohne die gefürchteten Mikrorisse schlichtweg nicht möglich.

Da traf es sich gut, dass das Bundesforschungsministerium gerade den Ideenwettbewerb „Bionik – Innovationen aus der Natur“ ins Leben gerufen hatte. Sein Ziel ist es, den Erfahrungsschatz der belebten Natur und das sich daraus ergebende hohe Innovationspotenzial für den Menschen nutzbar zu machen. Der Wettbewerb sollte „die Entwicklung von Ideen aus der interdisziplinären Zusammenarbeit und der Kreativität von Naturwissenschaftlern und Ingenieuren anstoßen“, wie es in den Ausschreibungsunterlagen heißt.

Die Koordination des neuen Bionik-Projekts liegt bei Dr. Jörg Melcher vom DLR. Würzburg betreibt die Grundlagenforschung an der Wabe und in Braunschweig und Clausthal synthetisieren die Physiker und Ingenieure piezokeramisches Material mit den gewünschten Eigenschaften. Gesucht ist eine „lebendige Struktur, die sich verändernden Gegebenheiten anpassen kann“, sagt Tautz, ein Stoff, der beispielsweise unabhängig davon, ob er kalt oder warm ist, seine Eigenschaften unverändert behält. Eine Substanz, die nicht nur Schwingungen dämpfen, sondern – wie im Bienenstock – beispielsweise auch Schwingungen gezielt weiterleiten kann, wenn dies gewünscht ist.

Die Verwertung wird angestrebt in der Kommunikations- und Medizintechnik, in der Robotik und Raumfahrt, in der optischen Industrie, im Maschinen- und Anlagenbau und in der Verkehrstechnik – im Prinzip überall dort, wo Schwingungen auftreten, die entweder zu bestimmten Zwecken genutzt oder möglichst unterdrückt werden sollen. Nach solchen Materialien suchen die Biologen und Techniker nun – unterstützt mit dem Preisgeld aus dem Wettbewerb des Bundesforschungsministeriums, das für die sechs Gewinner insgesamt drei Millionen Euro beträgt.

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