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Bionik: Die Natur macht es vor

Die Erfindungen der Natur sind genial. Was die Tier- und Pflanzenwelt vormacht, erfüllt die Industrie mit Ehrfurcht und animiert sie zum nachmachen. Bionik ist eine Herausforderung für naturwissenschaftlich interessierte EntwicklerInnen.

Das Kunstwort Bionik kombiniert die Begriffe Biologie und Technik. Bei dieser, noch recht jungen Wissenschaft geht es darum, Materialeigenschaften, Konstruktionen oder Prinzipien, die in der belebten Natur zu finden sind, zum Vorbild für technische Entwicklungen zu nehmen. Viele Beispiele sind uns aus dem Alltag bereits bekannt.

Klettenpflanze => Klettverschluss

Die Samen der Klettenfrucht besitzen feine Widerhäkchen, die sich in Tierfellen, Kleidern und in Haaren bei der kleinsten Berührung festsetzen. Auch unter hoher Belastung brechen diese Häkchen nicht ab. Dieses Ineinanderverhak-Prinzip hat man dann einfach auf den Klettverschluss übertragen.

Gecko => Klebstoff

Für eine besonders effiziente Haftung auf Oberflächen steht der Gecko Vorbild. Er kann mithilfe feinster Härchen an den Zehen kopfüber auf einer Glasscheibe laufen. Die Idee für neue Klebstoffe und die Entwicklung kletternder Roboter war gegeben. Gerade die Automobilindustrie ist hier sehr aufmerksam. Kletterkünstler aus der Natur haben Haftwerte, von denen Reifenhersteller träumen.

Lotusblüte => Oberflächenbeschichtung, Lack

Sehr bekannt ist auch der so genannte Lotusblüteneffekt. Wieso perlt an der Lotuspflanze der Schmutz einfach ab? Bei genauerer Betrachtung der Oberfläche im Nano-Bereich werden interessante Strukturen sichtbar: Die Blätter der Lotuspflanze sind sehr rau, so dass der Schmutz sich nicht daran festsetzen kann. Die Schmutzpartikel liegen nur oberflächlich auf.

Haifisch => Schwimmanzug

Der Wunsch so schnell wie ein Fisch im Wasser schwimmen zu können, ist der mikroskopischen Untersuchung von Haifischhaut vorangegangen. Der geringe Widerstand im Wasser kommt nicht von einer glatten Oberfläche: Längsrillen auf den Schuppen der Haifische verringern die Querströmung. Für den Schwimmsport werden Schwimmanzüge hergestellt, die sich das Wissen um die Struktur der Haifischhaut zu Nutze machen.

Aufgabe der Bionik ist es, die vorhandenen natürlichen Lösungen zu analysieren und der Technik zugänglich zu machen – in abstrahierter Form. Der Austausch unter Kollegen ist hierfür außerordentlich wichtig. Aus diesem Grund ist das Studium der Bionik auch interdisziplinär angelegt. Neben Biologie steht im Studium natürlich Physik und Technik auf dem Stundenplan. Die Möglichkeit zur Schwerpunktbildung, z.B. eine Spezialisierung im Bereich biomimetische Materialien oder in der Biomechatronik (Mechanik, Robotik, Sensorik) ist in der Regel gegeben.

Bionik - Ein Forschungsfeld mit Zukunft

Viele Industriezweige haben ein starkes Interesse an bio-inspirierten Materialien und Maschinen. Tätigkeitsfelder im Bereich Bionik können folgendermaßen aussehen:

  • Forschung und Entwicklung in Industrie und Forschungseinrichtungen (Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrtindustrie, Ingenieurbüros, Architekturbüros, Pharmazeutische und Medizintechnische Industrie)
  • Entwicklung und Management (z.B. Projektmanagement) in Unternehmen im Bereich der Mikro- und Nanotechnologie
  • Entwicklung und Management in der herstellenden Industrie im Bereich Textilien, Kunststoffe, Beschichtungen
  • Beratung: Unternehmensberatung im Bereich Bionik
  • Behörden: z. B. Patentrecht

Auf jeden Fall ist die Bionik ein spannendes Forschungsfeld, das noch zu vielen Anforderungen der Zukunft seinen Beitrag leisten wird. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung hat aus diesem Grund auch die Förderrichtlinie Biona ins Leben gerufen. Biona steht für Bionische Innovationen für nachhaltige Produkte und Technologien.

Wo kann man Bionik studieren? >

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