Aktuelles (Biologie)

Die Natur als Vorbild

Die Natur als Vorbild

In der Auseinandersetzung mit der Natur stößt der Mensch immer wieder auf Phänomene, die ihn zu neuen Ideen inspirieren. Deren Umsetzungen finden nicht selten als technische Errungenschaften Eingang in die Gesellschaft.

In Kooperation mit der Hochschule Ansbach bekamen die am biologisch-chemischen Praktikum teilnehmenden Schüler:innen der Q11 die Möglichkeit sich einmal selbst in die Rolle eines Forschenden zu versetzen und somit das Spannungsfeld zwischen Biologie und Technik (= Bionik) in selbst durchgeführten Versuchen zu erfahren. Für die Zusammenarbeit wurden Schwerpunkte für drei Gruppen ausgewählt.

Die erste Gruppe beschäftigte sich mit dem Problem des Sortierens von verschieden großen Glühbirnen. Überraschenderweise wurde der Lösungsansatz dafür ursprünglich beim Fischen entdeckt. Berührt man die Unterseite einer Fischschwanzflosse, schmiegt sich diese eng um den Finger. Sie ist dabei so flexibel, dass sie sich der Form des berührenden Objekts anpasst. Angelehnt an das Vorbild aus der Natur wurden Modelle entworfen und gebastelt, die den mittlerweile in der Automatisierung eingesetzten adaptiven Greifern nachempfunden waren.

Sicherlich hatte jeder schon einen Pappkarton in der Hand. Folgender Fragestellung dazu stellte sich die zweite Gruppe: Wie ist ein solcher eigentlich zu gestalten, sodass er sowohl Stabilität, ein geringes Eigengewicht und zugleich gewisse Flexibilität in sich vereint? In der Natur sind Grashalme vergleichbaren Anforderungen ausgesetzt. Deren Biegfestigkeit ahmt der Mensch nach, indem er technische Konstruktionen nach dem dort beobachteten Sandwich-Prinzip entwirft. Dabei werden zwei recht dünne und somit leichte Schichten durch Stege in Abstand gehalten. Der mittlere Teil kann z.B. in Wellen- oder Wabenstruktur gefaltet sein. In einem Vergleichsexperiment untersuchten die Schüler:innen die Biegfestigkeit von Materialien mit und ohne einem solchen Wellenkern.

Der Klettverschluss ist mittlerweile nicht mehr aus dem Alltag wegzudenken. Auch hier liegt eine Idee aus der Natur zu Grunde. Pflanzen wie die Nelkenwurz produzieren Früchte, die mit Widerhaken ausgestattet sind, sodass sie über das Anheften an Tierfell weiterverbreitet werden können. Welchen praktischen Nutzen ein Klettverschluss bringen kann, zeigt die Entwicklung von Rennradschuhen. Denn zum einen sollen diese leicht zu öffnen sein und sich während der Fahrt verstellen lassen. Zugleich muss der Fuß während der Fahrt sicher gehalten werden. Wie nun die verschiedenen Kräfte auf das Klettverschlussmaterial wirken, dazu wurde von der dritten Gruppe eine Versuchsreihe durchgeführt.

Neben den praktischen Anwendungen konnten die Schüler:innen einen Einblick in das Angebot der Studiengänge an der Hochschule gewinnen. Für alle Beteiligten war es eine bereichernde und interessante Veranstaltung gewesen.

M. Stiegler

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