Bionikpraktikum an der RWTH Aachen


Was können Ingenieure vom Kiefernprachtkäfer oder vom „Sandfisch“ lernen?

Schülerinnen und Schüler der GHG besuchten ein Bionikpraktikum an der RWTH Aachen Kiefernprachtkäfer

Ein Kiefernprachtkäfer kann Waldbrände bis zu einer Entfernung von 20 Kilometer an der Wärmestrahlung erkennen. Dort fliegt er dann hin um unter der verkohlten Rinde seine Eier abzulegen. Diese Wärmeempfindlichkeit übersteigt die Qualität technischer Messfühler. Was liegt also näher als den Biosensor des Käfers zu kopieren um z.B. Waldbrände rechtzeitig zu bemerken..

In einem eindrucksvollen Modellexperiment konnten die Kursteilnehmer das Prinzip des Wärmesensors des Käfers „erforschen“ und sich über angestrebte technische Lösungen informieren.

Sandfisch„Sandfisch“ wird eine Eidechse genannt, die in der Sahara-Wüste lebt und sich scheinbar mühelos unter dem Sand fortbewegen kann. Ihre Schuppenhaut nimmt im Sand keinen Schaden, obwohl dieser eigentlich wie Schmiergelpapier wirkt, der Reibungswiderstand ist minimiert.Kiefernprachtkäfer

Ingenieure müssen das Problem lösen, dass in der Wüste aufgestellte Solarspiegel bei Sandstürmen sehr stark verkratzen.

Die Schülerinnen und Schüler eines NW-Kurses der Jahrgangsstufe 9 und eines Biologieleistungskurses der Q1-Phase konnten sich mit Hilfe leistungsstarker Mikroskope dem Geheimnis der Sandfischhaut nähern und mit gezielten Versuchen mit dieser Haut (die Eidechse häutet sich ja regelmäßig!) deren spezielle Eigenschaften erkunden. Die spezielle Schuppenanordnung und die besondere Härte der Schuppen durch Silicium-Einlagerungen zeigen den Ingenieuren (und den Praktikanten) Wege auf, wie die Fähigkeiten des Sandfisches auch technisch genutzt werden könnten. Ein Produkt ist z.B. das Sandboard, mit dem auf Sanddünen „gesurft“ werden kann.

Weitere Experimente etwa zum Lotuseffekt oder zu den Vorteilen von fraktalen Verzweigungsmustern in Leitungsbahnen bei Lebewesen (z.B. Blattadernsystem bei Pflanzen oder Adern und Kapillarnetz im menschlichen Körper) rundeten das Tagesprogramm des Instituts für Biologie II ab.

Eine sehr gelungene Veranstaltung, die von (fast) allen Schülerinnen und Schülern als spannend empfunden wurde. Die Schülerinnen und Schüler wünschten sich im Anschluss ausdrücklich häufiger außerschulische Veranstaltungen dieser Art.