01.09.2012

Vorbild Natur: Frachter lernen von der Wasserspinne

Professor Dr. Wilhelm Barthlott / Universität Bonn

BIONIK: Eine Wasserjagdspinne in ihrem silbrigen Kokon aus Luft.

Bionik ist in! Schwimmanzüge werden nach Vorbild der Haifischhaut gestaltet, damit Schwimmer schneller durchs Wasser gleiten und Fassadenfarben so hergestellt, dass sie den Regen wie ein Lotusblatt abweisen. Bionische Entwicklungen finden zunehmend Anwendung, weil sie wirtschaftliche Vorteile bringen.

In der Schifffahrt geht bis zu 70 Prozent der Antriebsenergie durch die Reibung des Wassers am Schiffsrumpf verloren. Die Reibungskräfte an Luft sind 55 mal niedriger als die an Wasser. Werden Rumpf und Wasser durch eine Luftschicht voneinander getrennt, lässt sich viel Energie einsparen. Zahlreiche Pflanzen und Tiere werden beim Untertauchen nicht nass. Sie haben Oberflächen, die unter Wasser von einer silbrig schimmernden Luftschicht überzogen und beim Auftauchen absolut trocken sind. Das gelingt ihnen durch feine Haarstrukturen, die je nach Pflanzen- oder Tierart sehr unterschiedliche Geometrien besitzen können. Im Rahmen dieses Bionik-Vorhabens sollten diese Strukturen untersucht und die zugrunde liegenden Funktionsprinzipien aufgezeigt werden.

Über 90 Prozent des Welthandels findet auf dem Seeweg statt. Mit einem Ausstoß von mehr als 1 Mrd. Tonnen Kohlenstoffdioxid pro Jahr ist der Schiffsverkehr für über 3 Prozent der globalen Kohlendioxid-Emissionen (ca. 31 Mrd. Tonnen im Jahr 2007) verantwortlich. Die Schifffahrt emittiert damit mehr Kohlendioxid als ganz Deutschland. Darüber hinaus könnten die Reedereien durch den geringerern Treibstoffverbrauch massiv Kosten sparen.

Unter Führung der Universitäten Bonn und Rostock werden die Grundlagen dieser komplexen Strukturen erforscht. Gemeinsam mit den Unternehmen Blohm + Voss, Muehlhan, Maag Flockmaschinen und der Schweizer Firma SwissFlock soll in Zukunft eine Schiffsbeschichtung nach dem Vorbild der Natur entwickelt werden.

Bei einer großflächigen Nutzung könnte zirka ein Prozent des globalen Rohölverbrauchs eingespart werden., wobe der weltweite Verbrauch rund 90 Mio. Barrel pro Tag beträgt.

Die Fördersumme des Projekts "Luft haltende Schiffsbeschichtungen
nach biologischem Vorbild zur Reibungsreduktion" beträgt zwischen 2008 bis 2012 853.000 Euro.

Link zum Projekt: www.bionische-innovationen.de/#verbundvorhaben/luft.html

Wissenschaftlicher Ansprechpartner:
Prof. Dr. Wilhelm Barthlott
Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität
Tel.: 0228/73-2526

Dieses Projekt wird im Rahmen der Fördermaßnahme BIONA unterstützt:
Die Fördermaßnahme BIONA – Bionische Innovationen für nachhaltige Produkte und Technologien des Bundesministeriums für Bildung und Forschung fördert mit insgesamt 36 Millionen Euro praxistaugliche, nachhaltige Entwicklungen mit bionischem Ansatz. Die Bionik nutzt das große Repertoire an Erfindungen der Natur, die wegen ihrer hohen Energie- und Ressourceneffizienz hervorragende Ansätze für mehr Nachhaltigkeit in der Wirtschaft liefern.