Deutschlands führender Bioniker hält besseren Strahlenschutz durch Evolution für denkbar

Berlin. Wer Professor Ingo Rechenberg in seinem Institut „Bionik und Evolutionstechnik“ an der TU Berlin besucht, der darf Mini-Roboterinsekten einfangen, die glatte Haut des Sandfischs streicheln und über die strömungstechnischen Finessen des Raubvogelflügels vor einer Windmaschine staunen: Ohne Zweifel fasziniert der boomende Wissenschaftszweig Bionik, von dem vielfältige energiesparende Lösungen erhofft werden. Rechenberg, einer der führenden deutschen Bioniker, warnt im Interview mit unserer Zeitung jedoch vor übertriebenen Erwartungen.

Herr Rechenberg, ist das Lernen von der Natur für Bioniker in jedem Fall sinnvoll?

Nicht immer! Die natürliche Funktion muss mit den menschlichen Zielen übereinstimmen. Ein negatives Beispiel: Die Evolution hat auch daran gearbeitet, dass der Kuckuck seine Eier in fremde Nester legt. Aber das ist ja wohl nicht so nachahmenswert. Manche Dinge können in der Natur von der Evolution erkämpft worden sein und sind trotzdem für den Ingenieur kein Vorbild. Aber man hat das ganz große Glück, dass in der Evolution eine Sache eine ganz entscheidende Rolle gespielt hat: minimaler Energieverbrauch.

Zum Beispiel?

Denken Sie an so etwas Entferntes wie den gespreizten Vogelflügel. Die aufgespreizten Schwungfedern eines Adlers vermindern den Strömungswiderstand beträchtlich. Wir haben schon vor dreißig Jahren mit diesen Flügeln experimentiert. Seit wenigen Jahren werden sie im Luftverkehr technisch nachgeahmt: Das sind die Flügelohren an den Flugzeugen, die den Treibstoffverbrauch verringern.

Wie gehen Bioniker vor? Definieren Sie erst das Problem, und suchen Sie dann nach Lösungen in der Natur oder umgekehrt?

Die Industrie hat den Wunsch, mit einem Problem zu uns zu kommen in der Hoffnung, dass die Bioniker sofort das passende Tier im Kopf haben, das sie für die Lösung mal genauer studieren können. Das hört sich gut an. Ich verdamme das auch nicht, aber bisher hat es noch nie so funktioniert. Ich gehe erst in die Natur und schaue, ob ein Tier etwas hat, das merkwürdig erscheint. Dann stelle ich mir meistens die Frage: Hat das einen Einfluss auf den Energieverbrauch?

Ist die Frage der Beherrschung der Kernenergie ein Thema für Bioniker?

Die Kernkraft ist für die Bioniker kein Thema, weil sie in der Biologie nicht vorkommt. Aber nicht deshalb, weil die Natur so lieb und umweltfreundlich ist, sondern weil die Kernenergie für die Entwicklung der Lebewesen nicht infrage gekommen ist. Wo gibt es schon Uran? Das ist auf der Erde so selten, dass das Leben sich nicht an stärkere radioaktive Strahlung anpassen musste. Aber wenn es notwendig gewesen wäre, hätte die Evolution das sicherlich auch geschafft.

Dann kann es also keine bionischen Lösungen gegeben, um Menschen bei Atomkraftunfällen wie jetzt in Japan gegen erhöhte radioaktive Strahlungen abzuschirmen?

Sie könnten jetzt nicht so etwas wie ein Strahlenschutzschild in der Biologie entdecken, das man nachahmen könnte, um Schutzanzüge herzustellen, mit denen man gefahrlos dicht an die Strahlenquelle herangehen könnte, weil es für die Natur bisher nicht notwendig war, so etwas zu entwickeln. Es gibt ganz wenige Stellen auf der Erde, wo eine Art natürliche Kernkraft existiert. In diese Regionen müssten sich Bioniker begeben und schauen, wie dort die Organismen trotzdem überlebt haben – aber wer würde das angesichts der radioaktiven Strahlung tun? Im Gebiet von Tschernobyl ist eine Evolution in ein paar Hundert Jahren möglich. Mechanismen könnten sich da entwickeln, die der permanenten Zerstörung von Zellen durch die Strahlung begegnen. Jedes Lebewesen, das durch eine Mutation besser mit der Strahlung zurechtkam, hätte mehr Nachkommen hinterlassen. Evolution geht viel schneller, als die meisten Menschen denken. Innerhalb von 150 bis 200 Jahren könnte sich so in Tschernobyl ein besser funktionierender biologischer Strahlenschutz entwickelt haben.

Wird es irgendwann Windkraftanlagen ohne die rotierenden Flügel geben?

Das ist mein Traum, dass man irgendwann eine Windkraftanlage hat, wo sich gar nichts mehr bewegt, und trotzdem gewinnt man Energie – wie bei der Solarzelle oder aktuell bei unserer Wasserpumpe, einer Nachahmung des Prinzips der Wüstenpflanze Astragalus trigonus. Eine Überlegung wäre, dazu unsere Windkonzentratorturbine BERWIAN (BERliner WIndkraft ANlage) anzuwenden. Der kleine Propeller im Zentrum des Windverstärkers würde durch eine noch zu erfindende supraleitende magneto-elektro-dynamische Vorrichtung ersetzt werden. Diese wäre sicherlich teuer, aber durch die Verkleinerung aufgrund der Windkonzentration vielleicht doch wirtschaftlich.

In welcher Phase befindet sich der Wissenschaftszweig Bionik?

In den letzten zehn Jahren ist das Interesse sehr stark gestiegen, auch was die Förderung angeht – überall wird Bionik gemacht. Ich kann nur hoffen, dass nicht allzu viel Blödsinn betrieben wird.

Was sind Ihre Bedenken?

Es gibt durchaus Bionik-Flops, und es gibt Kollegen, die derzeit nicht so viel Aufmerksamkeit bekommen, und die gucken dann natürlich sehr kritisch, wenn so etwas publiziert wird. Aber die Wissenschaft der Bionik muss das aushalten. Da gibt es zum Beispiel die „Architektur-Bionik“. In Shanghai versteht man darunter bereits, dass man ein Dach wie ein Lotusblatt gestaltet. Doch das ist nur eine Äußerlichkeit, das hat nichts mit Bionik zu tun. Dachziegel, die die Form der Schuppen auf einem Schmetterlingsflügel imitieren, sind keine bionische Anwendung. Wozu hat der Schmetterling seine winzigen Flügelschuppen? Doch nicht dazu, unter dem Flügel den Regen abzuhalten, sondern wahrscheinlich aus strömungstechnischen Gründen.

Gibt es aktuelle Bionik-Flops?

Ja. Der „Salvinia-Effekt“ beispielsweise, der von einigen Journalisten bereits als „Energie-Killer der Zukunft“ bezeichnet wird. Als Bioniker von der Oberfläche des tropischen Wasserfarns Salvinia darauf zu schließen, künstlich eine Beschichtung für ein energiesparendes Frachtschiff nachzuahmen, da sträubt sich alles bei mir: Die Pflanze schwimmt doch nicht durch das Wasser, sondern auf der Wasseroberfläche! Da musste die Evolution doch nicht an einer nachhaltigen Verminderung eines Strömungswiderstandes arbeiten. Das ist für mich keine wissenschaftliche Bionik mehr.

Sie sind mit dem Bionik-Forschungsstandort Deutschland zufrieden?

Ja schon. Leider gibt es aber auch übertriebene Erwartungen in Bezug auf die schnellen praktischen Anwendungen. Ein Beispiel: Ich hatte bereits jahrelang in der Sahara gearbeitet, als mir die Nomaden den Sandfisch zeigten. Von der Entdeckung bis zur Entschlüsselung der Funktion der Oberfläche dieser Eidechse hat es dann noch zehn Jahre gebraucht. Das lag auch daran, dass ich mir nicht sofort die Frage gestellt habe: Warum ist die Sandfischhaut eigentlich so extrem glänzend? Wir haben lange gebraucht, um zu erkennen, dass die Mikro-Querschwellen auf den Schuppen dazu da sind, um beim Untersandschwimmen in den Dünen Reibung und Abrieb zu vermindern. Bioniker können nicht einfach eine Äußerlichkeit nachbilden, man muss erst verstehen, wie es funktioniert. Der Sandfisch-Effekt ist aktuell für das Desertec-Projekt interessant, denn er könnte Solarspiegel in der Wüste vor dem Verkratzen im sandbelasteten Wind schützen.

Eine Entdeckung Ihrer „Zufallsforschung“ ist ja auch die rollende Sahara-Spinne.

Vor drei Jahren hat mich während eines nächtlichen Dünengangs ein kleines schattenförmiges Etwas überholt. Es war eine Spinne, und ich habe sie gefangen. Als wir sie dann bei aufgehender Sonne filmen wollten, ist sie Purzelbaum schlagend davongerollt. Das war eine biologische Sensation.– Ich habe es mit der Stoppuhr gemessen: In ihrer Rollbewegung ist die Spinne doppelt so schnell als auf acht Beinen: Zwei Meter pro Sekunde macht sie und kommt damit zehn bis fünfzehn Meter weit, bis sie wieder Kraft tanken muss. Der Purzelbaum-Gang ist nicht nur eine raffinierte Methode, um schneller einem Feind zu entkommen, sondern spart nachweislich Energie. Und erst kürzlich habe ich anhand meines Filmmaterials gesehen, dass die Spinne nicht nur vorwärts, sondern auch rückwärts Purzelbäume schlägt.

Setzen Sie diese Fortbewegungsart technisch um?

Ja, mit dem Roboter-Prototyp „Tabbot“, der ist unsere derzeit spektakulärste Entwicklung. Der Tabbot ist aber noch lange nicht so weit, dass er steuerbar ist oder gar rückwärts laufen kann. Tabbot wurde schon in der Wüste erprobt. Die Konstruktion wird sich noch stark verändern, aber die Idee ist da, unddie kommt wirklich aus der Bionik. Wenn es die Natur nicht vorgemacht hätte, wer würde je daran denken, sich mit Saltos energiesparender fortzubewegen. Denkbar wäre, dass dieses Spinnen-Prinzip für Marsmobile genutzt werden kann, damit diese im Sand nicht mehr stecken bleiben.

Lernen von den Besten

knap Kettenkamp. Als Teil eines Infoabends der CDU Kettenkamp stellte der Bioniker Markus Hollermann seine mit dem „Bionic-Award 2010“ ausgezeichnete... mehr