Design-Vorbilder aus der Natur

Dieser ultraleichte BionicOpter der Firma Festo kann in alle Richtungen fliegen. Er imitiert dabei den Libellenflug. Auf der Hannover Messe 2013 gab es daneben noch viele weitere Beispiele, wie sich Konstrukteure etwas von der Natur abschauen können.

Dieser Holzstamm hatte eine Verletzung erlitten, darauf haben die Zellen reagiert: Sie sind so um die Verletzung herumgewachsen, dass sie die Stabilität des Baumes wiederhergestellt haben. Auch in der Bionik sind Bäume gute Konstruktionsvorbilder.

Dieser Stuhl sieht fast so aus wie ein Baum. Die notwendige Kraftverteilung hat ein Designstudent der Hochschule Magdeburg-Stendal in Kooperation mit der Firma Sachs Engineering nach dem Vorbild des Baumwuchses berechnet.

Links ist ein traditionelles Bauteil. Rechts davon ist das gleiche, aber fein verästelt, wie ein Baum. Es zeigt Forschern am Karlsruhe Institut für Technologie, was mit Bionik theoretisch möglich wäre. Ganz rechts: zwei bionische Serien-Bauteile.

Bisher waren Schraubstöcke immer sehr schwer. Das Leichtbau-Werkzeug auf dem Bild hält jedoch dieselbe Last aus. Für Handwerker, die in ihren Werkstatt-Fahrzeugen solche Geräte dabei haben müssen, kann die Gewichtsersparnis erheblich sein.

Diese Schubkarre ist ebenfalls dem Wuchs von Bäumen oder Knochen nachempfunden. Die Lasten, die auf sie wirken, werden optimal durch das Gestänge aufgefangen. Anders als viele andere Geräte wäre sie auch ein Schmuckstück für manchen Garten.

Diese Netzstruktur stammt vom Zellskelett einer winzigen Kieselalge. Verblüffend daran: Zu sehen ist nicht nur eine einzige Wabenstruktur, sondern mehrere übereinanderliegende Waben-Netze. Kieselalgen erreichen für ihre Größe eine unglaubliche Stabilität.

Die Kieselalge nutzen Forscher des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeresforschung als Vorbild: Solche übereinandergelagerten sechseckigen Wabenstrukturen sind sehr leicht und stabil - ideal für Architektur oder Fahrzeugbau.

Das Modell einer winzigen Kieselalge im direkten Vergleich zu einem Offshore-Windrad. Auf hoher See muss das Fundament hohen Belastungen trotzen. Es wurde nach dem Vorbild des Algenskeletts aus herkömmlichen Rohren gebaut.

Diese Lüfter und Ventilatoren nutzen das Prinzip des Schlaufenrotors. Sie haben einen äußeren Ring, der kleinste Verwirbelungen verursacht. Ähnlich wie Greifvögel, die ihre Federn am Flügelende auffächern, verhindern sie so einen lauten Strömungsabriss.

Fin-Ray-Effekt nennt man es, wenn sich ein stabförmiger Gegenstand in dem Moment anschmiegt, wenn er einen Widerstand spürt. So geschieht es auch bei Fischflossen. Dadurch können die Fische energiesparend schnell durchs Wasser gleiten.

Der Staubwedel nutzt den Fischflossen-Effekt geschickt aus: Mit ihm kann man sogar um die Ecke putzen - praktisch, wenn man ansonsten nicht gut an eine staubige Ecke herankommt. So lassen sich auch Tür-Abdichtungen bauen, die von selbst schließen.

Diese Qualle von Festo, die auf der Hannover Messe durch einen Tank schwimmt, sieht futuristisch aus - Bionik ist aber längst im Alltag angekommen.