Bionische Filter: Technische Innovation, von der Natur inspiriert

Der Vogelflug, die Tigerkralle, der Klettverschluss – beeindruckende Beispiele für technische Innovationen, die von der Natur inspiriert sind. Auch Forscher von MANN+HUMMEL orientieren sich an der Natur, um ihre Produkte noch langlebiger und leistungsfähiger zu machen.

Ein Ausflug in den Zoo ist faszinierend: Im Terrarium läuft ein kleiner Gecko senkrecht die glatten Wände hinauf – scheinbar mühelos. Das Netz der Vogelspinne nebenan demonstriert höchste Baukunst: leicht, elastisch und reißfest. Der Tiger, der im Außengehege seine Runden läuft, zeigt den Besuchern seine spitzen, belastbaren Krallen. Im kleinen Teich, der ihn von den Besuchern trennt, schwimmt eine Lotusblume. An ihren Blättern perlt jeder Tropfen ab.

Die Welt der Natur ist vielfältig und serviert eine Sammlung an Lösungen auf dem Silbertablett, an denen sich Entwickler und Ingenieure orientieren können. Das weiß auch Dr. Matthias Teschner, Director Engineering and Validation bei MANN+HUMMEL. Er beschäftigt sich im Unternehmen mit dem Thema Bionik und Innovation.

Bionik – das bedeutet, Phänomene aus der Natur in das Gebiet der Technik zu übertragen. "Die Evolution hat gezeigt, dass sie in der Lage ist, für Aufgaben in der Regel eine optimale Lösung zu finden. Dieses Wissen können wir uns zu Nutzen machen", erklärt Teschner. "Tiere und Pflanzen haben Fähigkeiten, die ein gutes Vorbild für die Technik sein können – sei es der Klettverschluss oder die Tigerkralle."

Die Erkenntnisse und das Wissen aus der Bionik nutzt MANN+HUMMEL bereits seit Jahren für seine Entwicklungen. "Wir kopieren nicht einfach die Natur, sondern wenden ihre Methoden an, um zu besseren Produkten zu kommen", erläutert Teschner.

Beispiele aus dem Unternehmen gibt es einige: Dank der Optimierung der Form sind Kraftstofffilter nun bei minimalem Gewicht maximal belastbar: Die Rippen am Deckel "wachsen" in eine kerbspannungsfreie Form ähnlich der Verzweigung von Bäumen. So verteilt sich die Spannung gleichmäßig auf der Oberfläche.

Bei einem Saugrohr wurden "nicht-tragende" Bereiche aus dem zur Verfügung stehenden Bauraum entfernt, eine sogenannte Topologie-Optimierung. Ähnlich optimieren Knochen ihre innere Struktur. Das Ergebnis: eine steife und feste Struktur mit deutlich weniger Gewicht.

"Wenn wir verstanden haben, wie ein Mechanismus aus der Natur funktioniert, können wir ihn auf alle möglichen Bauteile anwenden", erläutert Teschner. Und ergänzt: "In der Natur ist alles möglich. Wieso nicht auch in der Technik?"