Vielen Dank für Ihre Registrierung. Sie haben den Aktivierungslink für Ihr Benutzerkonto per E-Mail erhalten.

Vielen Dank für Ihre Anmeldung.

Vielen Dank für Ihre Bestellung. Wir wünschen Ihnen viel Spass beim Lesen.

Die Natur macht es vor

Die Natur genau beobachten und daraus Produkte entwickeln: Die Bionik fasziniert viele. Einige erfolgreiche Projekte sind bereits umgesetzt. Wie gross das wirtschaftliche Potenzial insgesamt ausfällt, ist nicht einfach abzuschätzen.
Thorsten Fischer
Schwimmanzug mit dem Hai als Vorbild: Fastskin von Speedo. (Bild: ap/Rob Griffith)

Schwimmanzug mit dem Hai als Vorbild: Fastskin von Speedo. (Bild: ap/Rob Griffith)

Was haben der japanische Hochgeschwindigkeitszug Shinkansen, der Klettverschluss und Schwimmanzüge gemeinsam? Alle Produkte sind durch Vorbilder in der Natur inspiriert worden. Beim stromlinienförmigen japanischen Zug stand der flinke Eisvogel Pate. Der Klettverschluss orientiert sich an Klettfrüchten, die in den 1940er-Jahren einem Schweizer Forscher auffielen: Die stachligen Kugeln blieben hartnäckig im Fell seines Hundes hängen. Und die Schwimmanzüge ähneln der Haifischhaut, die den Wasserwiderstand stark reduziert. Derart gut, dass die Spezialanzüge bei Schwimmwettkämpfen immer wieder zu Diskussionen geführt haben.

Das Nachahmen der Natur, Biomimikry genannt, ist seit einigen Jahrzehnten, wenn nicht seit Jahrhunderten, bekannt. Schon Leonardo da Vincis technische Zeichnungen lehnten sich an Vorbilder in der Natur an. In den vergangenen Jahren sind durch technologische Fortschritte aber neue Anwendungen möglich geworden. Biomimikry findet zunehmend als eigener Geschäftszweig Aufmerksamkeit. Wechselweise nennt man ihn auch Bionik. Im Englischen wird darunter dann auch das Zusammenspiel von Biologie und Elektronik verstanden, etwa in der Herstellung künstlicher Körperteile.

Wie gross ist das Potenzial?

Geht es um das Nachahmen von Ideen aus der Natur, ist der Fundus zunächst riesig. Ökonomisch interessant ist die Frage, welche Ideen sich später effektiv als Produkte vermarkten lassen. Schätzungen zum Marktpotenzial sind nicht einfach zu erhalten. Angefragte Ökonomen verweisen darauf, dass es schwierig sei, das Geschäftsfeld auf dem Papier einzugrenzen. Bionik fliesse im Alltag in viele Branchen ein: Auch die Gestaltung von Gebäuden oder Städten kann nach bionischen Vorbildern erfolgen. Ausserdem sei der Übergang von regulären Innovationen zu Produkten, die ausschliesslich dank Bionik-Ideen aus der Natur geschaffen wurden, fliessend.

Eine Prognose gewagt hat zumindest Lynn Reaser, Chefökonomin des Fermanian Business & Economic Institute an der amerikanischen Point-Loma-Nazarene-Universität. Sie schätzt, dass Bionik im Jahr 2025 gut 1000 Mrd. $ zur weltweiten Wirtschaftsleistung beitragen wird. In ihrer Analyse, die im «Bankenmagazin» des Liechtensteinischen Bankenverbandes erschienen ist, sieht Reaser die Disziplin auch als Ansatz, Gräben zu überwinden – zwischen finanziellen Zielen und der Umweltverantwortung von Firmen. Bionische Innovationen könnten beide Ziele gleichzeitig erfüllen, erklärt Reaser.

In vielen Industrien möglich

In den nächsten 15 Jahren dürfte die Bionik verschiedenste Industrien verändern, sagt Reaser voraus. Neue Produkte und Prozesse seien bei Chemikalien, in der Abfallbewirtschaftung, der Architektur und dem Verkehr zu erwarten. In jedem Fall steht die Bewährungsprobe im Alltag bevor. So merkte die Universität Bremen schon vor ein paar Jahren in einer Studie an: Die Bionik löse in der Öffentlichkeit Faszination und Begeisterung aus. Man verbinde sie mit High-Tech, und die Natur werde ohnehin meist als etwas Positives gesehen. Die grosse Herausforderung sei aber, der Begeisterung für die Idee auch viele industriell einsetzbare Technologien folgen zu lassen. Eine solche Schwelle bestehe häufig bei Innovationen, gelte aber für die Bionik besonders.

Unternehmen in Europa, den USA, Afrika und Australien beackern das Segment laut US-Ökonomin Reaser jedenfalls sehr aktiv. Auch aufstrebende Schwellenländer wie China, Indien und Brasilien sowie die Industrienationen Südkorea und Japan forschen immer eifriger. Das Vorbild Natur hat auch für die Schweizer Textilindustrie an Bedeutung gewonnen. Denn mit High-Tech-Textilien kann sie sich von der Billigkonkurrenz anderer Länder abheben. Bekleidung nach dem Vorbild der Natur zu optimieren ist in der Branche immer wieder ein Thema. Schoeller Textil aus Sevelen etwa bewirbt ein Produkt, das Tannenzapfen zum Vorbild hat. Diese öffnen oder schliessen sich je nach Witterung. Aus diesem Gedanken wurde eine spezielle Membran entwickelt, die für Outdoor-Kleider genützt wird. Die Membranen schliessen sich bei kalten Temperaturen und öffnen sich bei hoher Schweissproduktion.

Wissenschaft trifft Wirtschaft

Ein technologischer Drehpunkt in der Ostschweiz ist die Empa in St. Gallen. Unter anderem ist Bionik auch hier ein Thema. Wie arbeiten Wissenschaft und Wirtschaft im Alltag zusammen? Martin Camenzind von der Empa-Abteilung Schutz und Physiologie erklärt, dass die Empa verschiedenen Leistungsaufträgen nachkommt. «Neben der Forschung geht es hauptsächlich um den Technologietransfer zur Schweizer Wirtschaft», sagt er. Die Zusammenarbeit kann von einem Wirtschaftspartner angestossen werden oder von der Empa.

So ist es möglich, dass die Empa durch grundlagennahe Projekte – zum Beispiel Doktorate – Effekte entdeckt, bei denen sie ein wirtschaftliches Potenzial vermutet. Jährlich reicht die Empa denn auch Dutzende Patente ein, die dann an die Wirtschaft verkauft werden können. Umgekehrt gelangen Wirtschaftsvertreter mit konkreten Fragen an die Empa.

Welche Projekte gibt es bei der Empa, bei denen Bionik eine Rolle spielt? Empa-Forscher Markus Weder nennt ein Beispiel aus der Abteilung Schutz und Physiologie. Gecko-Elektroden sollen dank einer speziellen Oberfläche ihren Halt auf der Haut verbessern – analog zum Gecko, der kopfüber auf glatten Wänden geht. Solche textilen Elektroden sind als Alternative zu geklebten EKG-Elektroden gedacht und direkt in die Unterwäsche integriert. Entsprechend wichtig ist die Haftung auf der Haut, gerade bei Bewegungen.

Immer gezielter

Dass die Wurzeln der Bionik weit zurückreichen, bestätigen auch die Empa-Experten: Mehr oder weniger bewusst seien schon immer Anleihen bei natürlichen Prozessen gemacht worden. Mit fortlaufend besseren Analytik-Möglichkeiten und der gezielten Beeinflussung von Oberflächeneigenschaften im Mikro- bis Nanobereich werde dies aber immer systematischer betrieben.

Merkliste

Hier speichern Sie interessante Artikel, um sie später zu lesen.

  • Legen Sie Ihr persönliches Archiv an.
  • Finden Sie gespeicherte Artikel schnell und einfach.
  • Lesen Sie Ihre Artikel auf allen Geräten.