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Vom Traum des Menschen zum Klettverschluss
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Fliegen wie die Vögel, Schwimmen wie Fische oder Bauen wie Insekten – der Wunsch des
Menschen dieses zu können ist so alt wie die Menschheit selbst. Immer wieder waren es
natürliche Vorbilder, die Forscher auf Ideen für neue Erfindungen brachten – von Flugapparaten
nach dem Vorbild der Natur bis zu Spinnennetz- oder muschelähnlichen Dachkonstruktionen.
Um dem Tyrannen Minos zu entfliehen verfertigte Daedalos für seinen Sohn Ikarus und sich
selbst Flügel nach dem Vorbild von Vogelflügeln. Doch Ikarus kam auf der Flucht der Sonne zu
nahe und das Wachs, das die Federn zusammenhielt, schmolz und die Federn lösten sich ab.
Ikarus stürzte ins Meer. Auch wenn die Idee des Daedalos durchaus visionär für die spätere
Wissenschaftsdisziplin Bionik war, so war es doch nicht der Beginn. Und ein Weiteres kann
man an diesem Mythos ebenfalls schon erkennen: Bionik betreiben heißt nicht Kopieren der
Natur.
Leonardo da Vinci (1452 – 1519) war ein Universalgenie. Er war Künstler, Philosoph,
Naturwissenschaftler und als solcher auch der erste Bioniker. Aufgrund seines Studiums des
Vogelfluges schrieb er bereits im Jahre 1505 das klassische Werk 'Sul vol degli uccelli' und
konstruierte Fluggeräte, Hubschrauber und Fallschirme. Nur die Zeit, in der er lebte, verhinderte,
dass aus seinen Ideen Produkte wurden.
Inspiriert von Leonardo entwickelte ein türkischer Gelehrter, Hezarfen Ahmed Celebi (1609 –
1649) ein Fluggerät nach dem Studium des Vogelfluges, mit dem er 1647 vom Galata Turm in
Istanbul über den Bosporus nach Uskudar flog.
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Im England des 16. Jahrhunderts schlug man sich mit den Spaniern um die Herrschaft auf den
Weltmeeren. In dieser Situation hat sich im Schiffbau bereits 1590 ein Engländer, Matthew
Baker, vom Vorbild Natur inspirieren lassen. Praktische Naturbeobachtungen bewogen ihn
zur Konstruktion von Schiffsrümpfen nach dem Vorbild von Dorschkopf und Makrelenschwanz.
Dies brachte der nach ihm benannten Baker-Galeone eine Verbesserung der Manövrierfähigkeit
und eine Reduktion des Wasserwiderstandes.
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Ein weiterer Vorreiter der Bionik war Sir George Cayley (1773 – 1857), ein englischer
Landedelmann, der sich – wie wir heute sagen würden – der Flugphysik verschrieben hatte.
Damals nannte man das 'aeronautics'. Auf ihn gehen der Bau des ersten autostabilen Flugmodells
und die Entwicklung des ersten praktikablen Fallschirms zurück. Vorbild für sein
Fallschirmmodell war der Wiesenbocksbart, dessen Frucht er 1829 studierte und erkannte, warum
die Früchtchen autostabil fallen. Der Schwerpunkt dieser Früchte liegt weit unten und die tragende
Fläche ist nicht eben, sondern nach außen hochgezogen. Auch bei Cayleys Fallschirm liegt der
Schwerpunkt weit unten und die Tuchflächen werden an den Außenrändern nach oben
hochgezogen.
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Alle bisher erwähnten 'Bioniker' waren Bewohner der 'alten' Welt. Aber auch in der
'neuen' Welt gab es Menschen, die sich die Natur zum Vorbild für ihre Entwicklungen
nahmen. Im Jahre 1868 reichte Michael Kelly in Texas eine Idee zum Patent ein, die uns
allen auch bekannt ist. Man kennt das Problem: Eine Viehherde bleibt nicht freiwillig
an einem Ort, sie wandert umher. Kelly nahm sich den Osagedorn (Maclura pomifera) als
Vorbild für sein Patent. Dieser mit Dornen versehene Strauch eignete sich hervorragend
dafür, Vieh auf vorgegebenen Plätzen zu halten und Kelly bildete das Prinzip aus Draht
nach und patentierte es als 'stacheligen Draht'. Die Herstellung war aber sehr teuer und so
patentierten die Herren Glidden und Haish im Jahre 1874 eine etwas geänderte, aber
billigere Variante von Kellys Draht und gelten seither auch als die Erfinder des Stacheldrahtes.
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Sicherlich darf man auch Otto Lilienthal in der Reihe der Vorreiter der Bionik nicht vergessen. Er
studierte den Flug der Störche und war Hersteller der ersten erfolgreichen Flugapparate, mit
denen er bereits in den Jahren 1891 – 1896 erfolgreich Gleitflüge durchführte. Sein Buch 'Der
Vogelflug als Grundlage der Fliegekunst' von 1889 ist unbestritten ein Klassiker bionischer
Literatur.
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Raoul Francé stand eines Morgens vor der Aufgabe, Boden gleichmäßig mit Kleinstlebewesen zu
impfen. Er versuchte dies mit verschiedensten Streuern und Zerstäubern, landete dann aber bei
der Mohnkapsel als Vorbild. Er ließ sich nach dieser Erkenntnis 1920 einen 'Neuen Streuer'
patentieren (Dt. Patentamt, Nr. 723730) und zwar problemlos. Somit handelt es sich bei diesem
Beispiel um das erste bionische Patent in Deutschland.
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Das wohl bekannteste 'Bionik-Produkt' kennen und nutzen heute Millionen in aller Welt: den
Klettverschluss. Im Jahre 1948 entdeckte ein Schweizer Wissenschaftler namens Georges de
Mestral das Prinzip für diesen Verschluss.
Immer wenn er mit seinem Hund von der Jagd zurückkam, waren beide voller Kletten. De
Mestral untersuchte den Haltemechanismus der Klettfrucht unter dem Mikroskop und baute ihn
nach. Patentiert wurde diese 'Erfindung der Natur' unter dem Namen VELCRO® (aus den
französischen Begriffen velours = Samt und crochet = Häkchen).
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Seit den 1950er Jahren hat sich die Bionik konsequent weiterentwickelt. Weitere Meilensteine
waren 1960 in Amerika ein Symposium, auf dem der Begriff 'bionics' erstmals auftaucht und im
Jahre 1993 schließlich ein Symposium des VDI Deutschland, auf dem die führenden 'Bioniker' der
Bundesrepublik festlegten, was Bionik ist, nämlich 'eine wissenschaftliche Disziplin, die sich mit
der technischen Umsetzung und Anwendung von Konstruktions-, Verfahrens- und Entwicklungsprinzipien
biologischer Systeme befasst.'
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