Bionik. Bernd Hill

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       ruktionen lassen sich kaum nachbauen. Aus ganz bestimmten physikalischen

       Gründen, kann beispielsweise der schlanke Bau des Grashalmes nicht einfach

       vergrößert auf Türme und Wolkenkratzer übertragen werden.

       BÄUME WACHSEN NICHT IN DEN HIMMEL

       Jede Pflanze und jedes Tier hat einen bestimmten und begrenzten Bereich für

       seine Größe. Deshalb kann ein Eichhörnchen nicht so groß sein wie ein Rind,

       ein Nilpferd nicht so klein wie eine Maus und ein Getreidehalm nicht so hoch

       wie eine Pappel sein. Auch ist es unmöglich einen Getreidehalm zu finden, der

       so hoch ist wie ein Fernsehturm. Ameisen können das Vielfache ihres Körperge-

      wichtes tragen. Das kann man beobachten, wenn eine Ameise eine fette Raupe

       durch die Gegend transportiert. Wir Menschen können kaum mehr tragen als

       unser eigenes Gewicht ausmacht. Auch Flugzeuge können nur ungefähr so viel

       transportieren, wie sie selbst wiegen.

       Warum überträgt man nicht einfach den Körperbau von solchen kleinen In-

      sekten, wie Ameisen, auf größere Erzeugnisse der Technik? Das geht überhaupt

       nicht, denn entscheidend dabei ist die Beachtung physikalischer Gesetze. Die Natur

       mit all ihren lebenden Konstruktionen lässt sich nicht 1:1 in die Welt der Technik

       übertragen. In Natur und Technik herrschen andere Größenverhältnisse, es gibt

       unterschiedliche Materialien und die Bedingungen der Umwelt sind oft auch anders.

       Schauen wir uns einmal unterschiedlich große Tiere an, wie Nilpferd und

       Maus. Das große Nilpferd ist gegenüber dem kleinen, zierlichen Nager sehr plump

       gebaut, hat kurze dicke Beine und einen großen Rumpf. Es ist dabei keineswegs

       ein nur maßstäblich vergrößertes Modell der kleinen Maus.

       Es gibt beispielsweise Schuppenstrukturen, Tapetenstrukturen, Kristallstrukturen,

       Hautstrukturen usw.

       Als Struktur bezeichnet man allgemein eine Bauart, ein Gefüge oder eine Anordnung

       von Elementen, die ein Muster bilden. Also die Art und Weise, wie ein System

       aufgebaut, gegliedert und auch seine Oberfläche beschaffen ist.

       Struktur

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       Im Märchen vom tapferen Schneiderlein ist die rein maßstäbliche Vergröße-

      rung des Menschen im Riesen zu finden. Ist so ein gewaltiger Riese denn über-

      haupt lebensfähig? Kann er sich überhaupt bewegen? Im Märchen der Gebrüder

       Grimm ist das möglich.

       Das kleine Schneiderlein und der Riese sind zwar gleich gebaut, aber der Riese

       ist um den Faktor 3 größer. Nehmen wir für das tapfere Schneiderlein großzügig

       eine Masse von 70 Kilogramm an, dann müsste sich dagegen der Riese mit einer

       Masse von 1,89 Tonnen bewegen. Ziemlich schwer für das Knochengerüst des

       Riesen. Es ist aber erwiesen, dass die Festigkeit des Knochengerüstes nur pro-

      portional der Querschnittsfläche der einzelnen Knochen ist. Das Knochengerüst

       des Riesen würde unter dieser Last zusammen-

      brechen, wenn er sich bewegen würde. Da die

       Querschnittsfläche des Oberschenkelknochens

       des Riesen im Vergleich mit dem des Schnei-

      derleins zwar 30-mal größer ist und somit eine

       30-fach höhere Tragfähigkeit aufweist, muss

       er aber auch eine 300-fach höhere Belastung

       aushalten. Auf 1 Quadratzentimeter würde der

       Riesenknochen dreimal so stark belastet wie

       1 Quadratzentimeter des Menschenknochens.

       Die Verhältnisse des Wachstums von Fläche,

       Volumen und Länge lassen sich anschaulich an

       einem Würfel verdeutlichen. Die Oberfläche

       des Würfels wächst um das Vierfache, sein

       Volumen und damit seine Masse sogar um das

       Achtfache – und das nur, wenn man lediglich

       seine Kantenlänge verdoppelt. Beim Riesen ha-

      ben wir also festgestellt, dass bei seinen großen

       Abmessungen das Körpervolumen sehr schnell

       wächst und damit natürlich auch sein Gewicht.

       Nun wissen wir auch, warum Bäume nicht

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