|
Da Bionik schon seit einiger Zeit betrieben wird, gibt es einige "Erfindungen", welche bereits industriell und von der Masse genutzt werden.
1. Lotusblüteneffekt übertragen auf Oberflächenbeschichtungen
Der Namen dieses Effektes stammt von der Heiligen Lotuspflanze, deren Blattoberfläche praktisch unbenetzbar ist. Dieser Effekt wurde zwar schon in den 70er Jahren entdeckt. Jedoch wurde erst vor einiger Zeit entdeckt, dass die Oberflächen zudem auch selbstreinigend sind.
Das interessante daran ist, dass die Blattoberfläche nicht völlig glatt, sonder stark aufgerauht ist. Dies bewirken stark gewölbte Zellen und spezielle Wachskristalle von der Grösse weniger Mikrometern. In Kombination bewirken sie eine hydrophobe (wasserabweisende) Oberflächenstruktur, welche auch gegen natürliche Einflüsse äusserst widerstandsfähig ist.
Anders verhält es sich gegen Umweltchemikalien wie z.B. Pflanzenschutzmittel, welche Tenside enthalten, die die Oberflächenstruktur des Blattes verändern und benetzbar machen. Infolge dessen können Pilzsporen und Krankheitserreger das Blatt besiedeln und die Pflanze zugrunde richten.
Die Idee der rauhen, unbenetz- bzw. unverschmutzbaren Oberfläche befähigt die Industrie, Autolacke und Oberflächenbeschichtungen auf physikalisch - chemischer Grundbasis herzustellen, welche in vielen Bereichen zur Anwendung kommen werden. Ein erstes Produkt wurde Anfang dieses Jahres von einer Farbfabrik unter dem Namen ispo Lotusan auf den Markt gebracht. Der Vorteil einer solchen Beschichtung ist leicht zu finden:
Reinigungsmaterial fällt nur noch bedingt an und dies entlastet die Umwelt.
2. Haifischhaut auf einen Airbus übertragen
Wassertiere bewegen sich in einem Medium, welches einen möglichst geringen Reibungswiderstand verlangt, wenn die Tiere nicht zuviel Energie für die Fortbewegung aufwenden wollen.
Deshalb stattete die Evolution einige Haifischarten mit einer oberflächentechnisch gesehen speziellen Haut aus, welche beim Schwimmen entstehende Wirbel beseitigt.
Die Haifischhaut ist in Strömungsrichtung fein gerillt, damit beim schwimmen entstehende Wirbel vermindert oder beseitigt werden.
Die Forscher massen diese Rillen aus, und übertrugen sie grössenverhältnissmässig auf Modelle, die sie in einem Strömungskanal testeten.
Eine Firma produzierte Prototypen einer Folie, die sich für die Beklebung auf Airbuse des Typs A340 eignet.
Nach einem Testflug konnte eine Reibungsverminderung von 8 % festgestellt werden, was ein Einsparung von 2.4 Tonnen Treibstoff pro Langstreckenflug bedeutet.
3. Elastisch angetriebener Roboterarm
In der elektromechanischen Robotik (Förderbänder, Schweissautomaten, Abfüllanlagen) sind möglichst spielfreie Gelenke gefragt. Vor allem deshalb, weil lotterige Gelenke und Übersetzungen ungenau und praktisch nicht zu kompensieren sind. Eine Firma hat das Problem jetzt von der anderen Seite her angepackt. Sie nahmen sich die Natur zum Vorbild (genauer: den menschlichen Muskel) und lösten das Problem mit einem elastischen Roboterarm, welcher mit Elektromotoren und Zugfedern gesteuert und angetrieben wird. Ein Roboterarm dieser Art hat einige Vorteile: Prallt der Arm auf etwas unerwartetes, geben die Federn nach und hinterlassen keine allzu grossen Schäden. Da die Gelenke nicht spielfrei sein müssen, ist die Herstellung billiger und weniger aufwendig. Der elastische Roboterarm ist jedoch aufwendiger zu steuern. Zwar sind alle Schwingbewegungen kompensierbar, dafür aber rechenaufwendiger. Das erfordert eine grössere Rechenleistung. Aber die Natur hat uns ja gezeigt, wie gut elastische Aktoren funktionieren.
|
