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Erfinderland Baden-Württemberg:Naturpatente - Vorbild für die Automobiltechnik
Umweltakademie: Im Auto steckt mehr Natur als man denkt
22.08.2011Stuttgart. Eine unendliche Ideenquelle für autotechnische Innovationen biete die Natur, schwärmt Claus-Peter Hutter, Leiter der Akademie für Natur-und Umweltschutz Baden-Württemberg, anlässlich der im Automobilsommer 2011 vorgestellten technischen Neuerungen. Viel zu wenig bekannt sei, dass sich Bionik als eine Brücke zwischen Natur und Technik zu einem bei Ingenieuren immer mehr favorisierten Forschungszweig entwickele. Für das Erfinderland Baden-Württemberg sei diese junge Disziplin unerlässlich, um die Naturpatente auf technische Produkte wie Autos anzuwenden. Doch was bringt die Natur der Autoindustrie konkret? Die Umweltakademie stellt die wichtigsten Zusammenhänge vor:
Bionik vernetzt Technik, Menschen und Natur Wie einst der Schneider von Ulm den Eulenflügel zum Vorbild für seinen Hängegleiter nahm, so stehen heute der Kofferfisch und Pinguine, mit ihren strömungsgünstigen Formen, Modell für aerodynamische und energiesparende Konstruktionen im Autobau. Bachforelle und Käfer waren den Technikern Vorbild für stabile, leichte Autositze. Katzenpfoten und die äußerst gut haftenden Geckozehen wurden sogar zu animierenden Vorbildern in der Autoreifenentwicklung. Moderne Konstrukteure ziehen nicht nur in der Form und Materialentwicklung die Natur zu Rate. Auch in der Sensortechnik wird mehr und mehr die Tierwelt als Vorbild für technische Lösungen genutzt. Ein Beispiel für der Natur nachempfundene Sensoren sind die auf der Echolotortung der Fledermäuse basierenden Einparkhilfen in aktuellen Automodellen. Um ihr Umfeld wahrzunehmen, stoßen Fledermäuse im Flug permanent Ultraschalltöne aus. Mittels der Echos können sie Hindernisse ausmachen und sich ein visuelles Bild ihrer Umgebung schaffen.
Freilich sucht die Bionik nicht nur in der Tierwelt nach Inspirationen, auch in der Pflanzenwelt gibt es erstaunliche Phänomene zu entdecken. In Heidelberg entdeckte Prof. Dr.Wilhelm Barthlott den Lotuseffekt. Dieser beruht darauf, dass biologische Oberflächen nie so glatt sind, wie sie das menschliche Auge wahrnimmt, sondern im Nano-Bereich Strukturen aufweisen. Die daraus resultierende, geringe Haftkraft sorgt für ein sofortiges Abrollen des Schmutzes. Dieses Prinzip übertragen auf Autolacke würde die Fahrt durch die Waschstraße überflüssig machen und damit die Umwelt schützen. Die Umweltakademie weist darauf hin, dass dieses Prinzip bereits erfolgreich auf die Fassadenfarben übertragen wurde und auch in der Bekleidungsindustrie bei schmutzabweisender Kleidung eingesetzt wird.
Weitere für die Ingenieure interessante Pflanzen sind:
• Bambus, wegen seiner extremen Leichtbauweise • Lianen, wegen der Fähigkeit zur Selbstreparatur • fleischfressende Pflanzen, wegen ihrer Antihaftbeschichtung.
Mit der Natur zu mehr Sicherheit im Auto Außer den Bauformen und Funktionsprinzipien der Natur nutzt die Pkw-Produktion heute, nach Mitteilung der Umweltakademie, auch nachwachsende Rohstoffe direkt aus der Natur. Hier werden vor allem Naturfasern wie Flachs, Sisal, Abaca, Kokosnuss oder Tierhaare eingesetzt. Diese Materialien sind umweltfreundlicher, da bei der Verarbeitung kein giftiger Staub entsteht. Außerdem sind Naturfaser-Bauteile häufig leichter und im Falle eines Unfalls splitterfester als herkömmliche Autoteile aus fossilen Rohstoffen oder Metallen.
Bionik schafft Bewusstsein für die Patente der Natur Dies sind nur einige Beispiele für den Ideenreichtum, den Wissenschaftler, Konstrukteure und Designer bisher aus der Natur schöpfen konnten. „Diese zeigen, dass Bionik wie ein Fenster zu verstehen ist, durch das wir zukünftig einen kleinen Blick auf eine riesige Fülle an weiteren Möglichkeiten werfen können. Dieses Forschungsfeld lädt dazu ein selbst einmal die Augen offenzuhalten und in der Tier- und Pflanzenwelt nach Parallelen zu technischen Anwendungslösungen oder ganz neuen Ideen Ausschau zu halten“, so die Umweltakademie.
Nicht nur im Rahmen von Wettbewerben wie „Jugend forscht“ oder „Jugend filmt Bionik“ können offene Augen allen Alters in der Natur viele faszinierende Dinge entdecken.
Der Kofferfisch, so funktioniert es:
Der Cw-Wert - ein Maß für den Strömungswiderstand - des Kofferfisches liegt bei nur 0,06, der eines typischen Kompaktfahrzeugs bei vergleichsweise hohen 0,4. Das erklärt warum der Fisch ein flinker Schwimmer bei minimalem Krafteinsatz ist. Die Ingenieure schöpften mit einem Cw-Wert von 0,19 die aerodynamischen Reserven so weit wie möglich aus. Zudem ließ ein von der Natur abgeleitetes Leichtbauverfahren den Kraftstoffverbrauch auf 4,3 Liter je 100 Kilometer sinken - bei gleichzeitig hoher Stabilität und damit großer Sicherheit für das Fahrzeug.
Aus: PatenteNatur NaturPatente - Was Bionik der Umwelt bringt.
Ein Projektfaltblatt des Umweltministeriums http://www.um.baden-wuerttemberg.de/servlet/is/60257/
Quelle: Akademie für Natur- und Umweltschutz Baden-Württemberg
Rückfragen
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