Die Pomelo, eine Art grosse Grapefruit, besitzt einen sehr guten Aufprallschutz. In der Natur fallen sie aus einer Höhe von 10 bis 20 Metern vom Baum und bleiben unversehrt.
Schützender Schaum
Bioniker von der Universität in Freiburg im Breisgau wollen es genauer wissen und untersuchen die Frucht auf ihre Aufpralldämmung und die Durchschlagresistenz. Bioniker versuchen, Naturphänomene in die Technik zu übertragen.
Dabei finden sie heraus, dass der Fruchtschaum zwischen Schale und Fruchtfleisch aus einem ganz speziellen, schaumartigen Gewebe besteht. Das Gewebe enthält viele Hohlräume und Zellen, die mit Zellflüssigkeit gefüllt sind. Diese Zellen wirken wie viele kleine, eingebaute Stossdämpfer.
Aufprallschutz für Helme oder Fahrzeuge
Die Frucht ist ein geeignetes biologisches Vorbild für alle Bereiche, in denen stossdämpfende Materialien eingesetzt werden. Hierzu zählen beispielsweise schusssichere Westen, Schutzbehälter für Gefahrengüter, Aufprallschutz in Fahrzeugen, Schutzkleider oder Helme.
Helm-Hersteller Uvex testet aktuell Helm-Prototypen, in deren Schaumschicht der «Pomelo»-Schutz mit den kleinen Stossdämpfern eingebaut wurde.
Die ersten Resultate sind gemäss Sigmund Piller, dem Forschungsleiter von Uvex, vielversprechend. Um 20 Prozent schneide der «Pomelo»-Helm besser ab als ein konventioneller. Wenn diese Technik auch weiterhin erfolgreich in Labortests abschneidet, können wir in zwei, maximal drei Jahren sicherere Helme mit eingebautem «Pomelo»-Schutz im Laden kaufen.
Bionik: Natur als Vorbild für Technik
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Bild 1 von 7Legende: Die Samen der Pusteblume waren Vorbild für den ersten funktionierenden Fallschirm. Der Engländer Sir George Cayley (1773-1857) erkannte, dass die Samen stabil im Wind schweben, weil ihr Schwerpunkt weit unten liegt und die tragenden Flächen nach aussen hochgebogen sind. Keystone -
Bild 2 von 7Legende: Die spezielle Haut der Haie verringert den Oberflächenwiderstand. Sie besteht aus winzigen Schuppen mit einem Grat entlang der Mitte. Zwischen den Graten bildet sich eine dünne Wasserschicht, die beim Schwimmen den Reibungswiderstand verringert. Ein Effekt, der zur Reduktion des Treibstoffverbrauchs für Schiffe oder Flugzeuge genutzt wird. Keystone
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Bild 3 von 7Legende: Forscher versuchen, die perfekte Stromlinienform zu konstruieren. Ergebnis: Der Prototyp eines futuristischen U-Bootes, das zu Forschungszwecken in grossen Tiefen eingesetzt werden soll. Dafür stand der Pinguin Pate. Er bewegt sich schnell und elegant durchs Wasser – ein wahrer Meisterschwimmer mit perfekter Stromlinienform. Keystone
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Bild 4 von 7Legende: Das Eisbärenfell hat es in sich: Jedes einzelne Haar ist im Querschnitt durchsichtig und hohl. Die Sonnenstrahlen werden durch diese Haarkanäle auf die schwarze Haut des Eisbären geleitet und in Wärme umgewandelt. Die Fettschicht der Haut speichert diese Wärme. Das Eisbärenfell ist Vorbild für wärmedämmende Textilien oder Dämmmaterialien. Reuters
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Bild 5 von 7Legende: Die Natur hat sich für die Bäume optimale geometrische Formen ausgedacht, die Druck, der durch den Wind oder schweren Schnee entsteht, ableitet. So ist beispielsweise die Astgabel perfekt ausgerundet und dadurch äusserst stabil. Bei medizinischen Implantaten wird die Baum-Geometrie bereits eingesetzt. Keystone
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Bild 6 von 7Legende: Muscheln schützen sich mit einer Perlmuttschale, die so stabil ist, dass Bioniker alles daran setzen, sie nachzubauen. Das Geheimnis liegt im Aufbau des Perlmutts: Kalkstrukturen sorgen dafür, dass die Schale nicht nachgibt. Dazwischen gelagert ist ein System von «Stossdämpfern» aus Chitin und Eiweiss, das dafür sorgt, dass die Schale nicht bricht. Keystone
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Bild 7 von 7Legende: Flosse in Wellenform: Dank seiner Flossen kann der Buckelwal extrem ausgefeilte Manöver schwimmen. Auch die Flugzeug-Industrie ist interessiert, denn die wellige Flosse ist eine gute Tragfläche. Mit dieser Form könnte die Sicherheit und Wendigkeit von Flugzeugen gesteigert werden. Keystone
Sendung: SRF 1, Einstein, 28.9.2017, 22.25 Uhr.
