Von der Natur lernen

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Für viele technische Probleme hat die Natur schon seit Jahrmillionen eine passende Lösung bereit, sowohl was Baupläne als auch was Materialien betrifft. Und diese Lösungen sind oftmals sehr gut – die Baupläne gehen sehr sparsam mit den Materialien um, und die Materialien sind nicht nur gut für ihre Zwecke geeignet, sondern auch biologisch abbaubar und meistens ungiftig. Die Natur praktiziert schon lange, was wir derzeit erst lernen: die Kreislaufwirtschaft. Müllprobleme gibt es nicht: alles wird wieder verwertet.

Bionik: Baupläne aus der Natur

Die Übernahme von Bauplänen und Details aus der Natur in die Technik wird Bionik genannt. Andere, seltener gebrauchte Bezeichnungen sind Biomimikry oder Biomimetik (im Englischen heißt das, was im Deutschen „Bionik“ heißt, üblicherweise „biomimicry“ oder „biomimetics“; „bioncs“ wird meist in einer anderen Bedeutung gebraucht, die hier keine Rolle spielt). Die Bionik sucht gezielt nach natürlichen Strukturen und Formen, die sich nutzbringend in der Technik verwenden lassen. Da natürliche Organismen in der Regel sehr effizient mit Materialien umgehen, weil die Strukturen über Millionen von Jahren optimiert worden sind, ergeben sich sehr effiziente und somit ökonomische und ressourcenschonende Lösungen.

Manche bionische Lösungen sind heute bereits Teil des Alltags oder auf dem Weg dorthin. So zum Beispiel der Klettverschluss, oder selbstreinigende Oberflächen, die den Lotuseffekt nutzen. Im Flugzeugbau orientiert man sich zunehmend an den Eigenschaften fliegender Tiere, um effizientere Flugzeuge zu konstruieren. Die Bionik ist eine recht junge Wissenschaft, in der noch viele neue Entwicklungen zu erwarten sind.

Biotechnologie: Materialien aus der Natur

Auch in der Materialwissenschaft kann man viel von der Natur lernen. Denn die Natur stellt uns nicht nur seit Jahrmillionen optimierte Baupläne, sondern auch hervorragende Materialien zur Verfügung.

Viele heute gebrauchte Materialien sind umweltschädlich. Plastik wird ein immer größeres Problem; Beton ist durch die Zementherstellung klimaschädlich; auch die Gewinnung von Metallen geht mit erheblichen Umweltbelastungen einher. Natürliche Materialien sind in der Regel umweltfreundlicher. Holz aus nachhaltiger Forstwirtschaft ist im Gegensatz zu Beton eine Kohlenstoffsenke; noch dazu werden Holzgebäude als behaglicher empfunden als solche aus Beton. Viele Kunststoffprodukte könnten durch Produkte aus Naturstoffen ersetzt werden. Ein Beispiel für ein solches „Bioplastik“ ist Chitin, das wir hauptsächlich von den Exoskeletten von Insekten und ähnlichen Tieren kennen, das aber auch von bestimmten Pilzen produziert wird und sich biotechnologisch herstellen lässt.

Die belebte Natur produziert alle diese Materialien ohne nennenswerte Umweltbelastungen her. Die Syntheseprozesse sind hochspezifisch und laufen unter milden Reaktionsbedingungen ab, so dass keine giftigen Nebenprodukte entstehen und auch keine hohen Drücke und Temperaturen, wie sie in der konventionellen Chemie oft erforderlich sind, benötigt werden, was viel Energie einspart. Die Produkte sind meist ungiftig und immer zu 100% biologisch abbaubar. Der verwendete Kohlenstoff kommt aus der Luft, Biomaterialien sind also Kohlenstoffsenken und entlasten damit das Klima.

Fazit: Von der Natur lernen heißt kreislaufwirtschaften lernen!

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