Weltweit von den Besten lernen
Die Wissenschaft nimmt sich Bienen oft zum Vorbild: zum Beispiel beim Fliegen und beim Bauen
Drohnen sind in aller Munde, weil sie überall herumfliegen. Dass die von Menschen entworfenen Fluggeräte bisher nur eine dürftige Kopie der Bienenmännchen sind, lässt sich ahnen. Denn: Stoßen die künstlichen Drohnen mit irgendetwas zusammen, ist es mit der Flugherrlichkeit jäh vorbei: Sie stürzen ab und zerbrechen in ihre Einzelteile.
Anders verhält es sich bei den Bienen insgesamt. Sie haben ein spezielles Exoskelett, das einerseits gerade hart genug ist, um ihnen ideale Flugeigenschaften zu verleihen, aber zugleich flexibel genug, um beim harten Aufprallen den Druck abzufangen. Tja, die Natur macht in Fragen der natürlichen Balance und den Turbulenzen vor, wie es geht.
Der Mensch greift er bei Entwicklung technischer Apparaturen aus gutem Grund auf Vorbilder in der Natur zurück. Die Bienenwelt bietet da Großartiges. „Fluginsekten wie Bienen oder Wespen stoßen ständig gegen Pflanzen, Wände oder Fensterscheiben. Aber solange sie nicht zerquetscht werden oder vom Kühlergrill eines fahrenden Autos erschlagen werden, geht es ihnen gut“, so Stefan Mintchev auf dem populärnaturwissenschaftlichen Webportal LiveScience. Mintchev ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Laboratory of Intelligent Systems des École polytechnique fédérale de Lausanne (EFPL), das sich auch mit der Weiterentwicklung von Drohnen beschäftigt.
Weil Bienen einen Aufprall unbeschadet überleben, orientieren sich Mintchev und sein Team an ihnen, um einen flexiblen, aber gleichzeitig auch besonders robusten Rahmen für Drohnen zu konstruieren. „Das Ergebnis ist ein Prototyp, der während des Fluges in der Luft steif bleibt, aber im Fall einer Kollision sicher nachgibt. Das ist die Lösung, die wir uns von Insektenflügeln abgeschaut haben. Wespen und Bienen wenden genau dieselbe interessante biomechanische Strategie an, um Verletzungen zu vermeiden“, so der EPFL-Experte.
Aber nicht in der Luft, auch im Bau, in der Wabenstruktur gibt es phänomenale Eigenschaften und Strukturen, von denen der Mensch sehr viel lernen kann. Vor allem die Waben in der Hexaederform faszinieren: Das Baumaterial dazu basiert auf körpereigenen Wachsdrüsen der Bienen, mit denen sie winzige Plättchen dieses Materials ausscheiden. Außerhalb ihrer Körper wird das angehäufte Wachs auf etwa 40 Grad Celsius erwärmt, sodass es sich am Ende in sechseckige Waben formt. Dass es sich gerade in diese Geometrie verwandelt, dafür sind die sogenannten Sprungtemperaturen des Wachses sowie der physikalische Effekt der Oberflächenspannung von Flüssigkeiten verantwortlich.
Letztlich ist es eine hocheffiziente Baumeisterei, bei der mit einer vergleichsweise geringen Menge Wachs ein maximales Ergebnis erzielt wird. Die Hexaederform hat das beste Verhältnis von Wandmaterial zu Volumen. Deshalb machen sich auch diverse Moleküle und Kristalle die Anordnung der sechseckigen Zellreihenform zunutze.
Angesichts dieser Erkenntnisse wundert es nicht sonderlich, dass weltweit in vielen Fachbereichen auf dem Globus experimentiert wird, wie die smart-kluge Bienenwelt sich für menschliche Produktionsprozesse nutzen lässt. Ein weiteres Beispiel: Im Norden Indiens, im Pandschab, entwickelte ein Saatkartoffelproduzent ein Sieb für die Kartoffelsortierung – das auf die hexagonalen Strukturen von Bienenwaben zurückgreift.
Dierk Jensen
