Definition
Biomimikry “bezieht sich auf den Prozess der Nachahmung der Produkte und Prozesse der Natur” (Volstad & Boks 2012, S. 190). Wissenschaftler verwenden derzeit die Natur “als Maßstab oder Modell” (Reed 2004, S. 23). Der Mensch hat versucht, die Elemente, Systeme und Prinzipien der Natur zu imitieren. Die Menschen machen sich diese Praxis zu eigen, um die meisten ihrer komplexen Probleme und Herausforderungen zu lösen. Biomimikry ist möglich, weil viele lebende Organismen neue Materialien und Strukturen entwickelt haben, um raue Umweltbedingungen zu überwinden. Solche Anpassungen erleichtern den Lebewesen das Überleben. Dies erklärt, warum die Biomimikry heute zu einer wichtigen Praxis geworden ist.
Die wichtigsten Anwendungen der Biomimikry
Die Biomimikry hat es dem Menschen leichter gemacht, neue Technologien und Erfindungen zu entwickeln. Mit biologischen Lösungen lassen sich viele Herausforderungen bewältigen, denen lebende Organismen begegnen. Der Mensch nutzt die Natur, um viele Probleme in Technik und Wissenschaft zu lösen. Forscher nutzen die Biomimikry, um viele Probleme wie Energiemangel und Selbsterhitzungsfähigkeit zu lösen” (Reed 2004, S. 23). Biomimikry hat sich in vielen Bereichen wie Wissenschaft, Technik, Bauwesen und Medizin zu einer nützlichen Praxis entwickelt. Im Folgenden werden die wichtigsten Anwendungen der Biomimikry analysiert.
Wissenschaft
Die meisten Produkte, die der Mensch heute verwendet, werden durch Biomimikry hergestellt” (Reed 2004, S. 23). Wissenschaftler haben schon immer die Verhaltensweisen verschiedener Tiere und Pflanzen untersucht, um neue Erfindungen zu entwickeln. Die “Erfindung des Klettverschlusses erklärt, wie der Mensch von der Natur profitiert hat” (Reed 2004, S. 25). Wissenschaftler entwickelten “dieses Konzept, nachdem sie den Mechanismus von Samenhaken untersucht hatten” (Reed 2004, S. 23). Wissenschaftler haben sich auch die Natur zunutze gemacht, um das Problem der Energie zu lösen. Die wissenschaftliche Erfindung von Solarzellen auf Siliziumbasis lehnt sich stark an das Prinzip der Photosynthese an. Wissenschaftler versuchen, dasselbe Energiemodell auch für die nachhaltige Stromerzeugung zu nutzen. Die Wissenschaftler suchen nach neuen Wegen, um mit Hilfe verschiedener chemischer Prozesse Energie zu erzeugen. Einige dieser Anwendungen umfassen “die Fähigkeit, Kraftpakete und Wasserstoffgas aus Wasser herzustellen” (Reed 2004, S. 24).
Wissenschaftler haben auch verschiedene Klebstoffe und Leime hergestellt, nachdem sie das Verhalten von Pflanzen untersucht hatten. Die größte Herausforderung für viele Chemiker ist das Vorhandensein von Feuchtigkeit. Die Feuchtigkeit kann Klebstoffe von den gewünschten Oberflächen lösen. Die Forscher suchen nach neuen Möglichkeiten, mit dieser Herausforderung umzugehen. Viele lebende Organismen, wie z. B. Schalentiere, können feste Verbindungen mit verschiedenen Materialien oder Oberflächen eingehen. Diese Organismen produzieren Proteine, die starke Bindungen eingehen können (Reed 2004). Dieser natürliche Prozess ist sehr komplex. Wissenschaftler suchen nach neuen Wegen, um dieses Modell der Natur zu imitieren.
Viele Unkräuter können in unterschiedlichen Umgebungen überleben. Einige Unkräuter können auch nach einer Störung sehr schnell wachsen. Solche Unkräuter benötigen keine Pestizide, Düngemittel oder Herbizide. Wissenschaftler haben versucht, diese Pflanzen zu studieren, um das gleiche Modell im Pflanzenbau zu verwenden. Wissenschaftler “haben auch bewundernswerte Displays für elektronische Lesegeräte entwickelt, indem sie Schmetterlingsflügel nachgeahmt haben” (Reed 2004, S. 25). Solche Flügel können schimmern, wenn sie hellem Licht ausgesetzt werden. Einige Tiere sind in der Lage, an Decken und Wänden entlang zu laufen (Reed 2004). Geckos zum Beispiel haben büschelweise Fortsätze an ihren Füßen. Diese Vorsprünge enthalten winzige Fasern, die als Spatulae bekannt sind (Reed 2004). Wissenschaftler arbeiten intensiv an der Entwicklung eines neuen Klebstoffs, der auf demselben Prinzip beruht. Der Klebstoff soll in medizinischen Geräten und Kletterausrüstung eingesetzt werden. Diese Diskussion erklärt, warum die Nachahmung von Tieren es Wissenschaftlern erleichtert, neue Ideen und Produkte zu entwickeln.
Gesundheit und Medizin
Die Bereiche Medizin und Gesundheit haben am meisten von der Biomimikry profitiert. Medizinische Wissenschaftler haben neue Verfahren zur Implantation menschlicher Haut entwickelt. Ärzte verwenden “Hauttransplantationen zur Behandlung von Verbrennungen und Wunden” (Smith 2010, S. 53). Die Methode lehnt sich stark an einen parasitären Wurm namens Pomphorhynchus laevis an. Dieser Wurm kann mit rasiermesserartigen Anhängseln oder Stacheln verschiedene Körpergewebe und Därme angreifen. Der Parasit hat ein kaktusartiges Ganglion. Ärzte verwenden einen Klebstoff mit winzigen Nadeln, um Verbrennungen zu behandeln. Der Klebstoff ist in der Lage aufzuquellen, nachdem er mit Wasser in Berührung gekommen ist” (Volstad & Boks 2012, S. 190). Viele Ärzte haben erklärt, warum das Material wirksam ist.
Spinnenseide ist ein starkes Naturprodukt. Wissenschaftler haben ein ähnliches Band hergestellt, das diese Seide imitieren kann. Das Band lässt sich ablösen, ohne menschliches Gewebe zu beschädigen. Mediziner experimentieren damit, “wie sie das Band verwenden können, um Sensoren und Geräte an jeder empfindlichen menschlichen Haut anzubringen” (Smith 2010, S. 54). Ärzte und Forscher nutzen die Biomimikry, um verschiedene Antibiotika herzustellen. Diese Praxis hat schon viele Menschenleben gerettet. Der menschliche Körper produziert weiße Blutkörperchen (WBC), um jede fremde Substanz im System anzugreifen. Diese Antikörper greifen jedes fremde Objekt im Körper an. Der Körper behält das Gedächtnis für die Produktion solcher Antikörper, um jeden zukünftigen Angriff zu bekämpfen” (Smith 2010, S. 54). Wissenschaftler nutzen derzeit das gleiche Konzept zur Herstellung verschiedener Impfstoffe.
Der Mensch kann Insulin, Hormone oder Enzyme nicht mit künstlichen Methoden herstellen. Biotechnologen haben das Konzept der DNA-Expression in der rDNA-Technologie nachgeahmt (Smith 2010). Das Verfahren ist relevant für die Herstellung ähnlicher Verbindungen, die keine Kompatibilitätsprobleme aufwerfen (Smith 2010). Die Homöopathie ist eine weitere wichtige Anwendung der Biomimikry in der Medizin. Der menschliche Körper hat natürliche Neigungen, verschiedene Krankheiten zu bekämpfen. Die Einführung von Eisenhut in den Körper eines Menschen wird seine Temperatur erhöhen. Aufgrund der erhöhten Temperaturen beginnt der Körper, das Fieber zu bekämpfen.
Manche Medikamente sollten nur an bestimmten Stellen im menschlichen Körper wirken. Solche Medikamente können jeden ungezielten Bereich des Körpers schädigen. Außerdem können sie zahlreiche Nebenwirkungen verursachen, wenn sie an unbestimmten Stellen des Körpers wirken (Smith 2010). Chemotaktische Methoden sind wichtig, weil sie Medikamente an die gewünschten Stellen im menschlichen Körper bringen. Diese Diskussion erklärt, warum der Mensch die Biomimikry immer nutzen wird, um die besten Ziele in der Gesundheitsversorgung zu erreichen.
Gebäude und Architektur
Natürliche Formen haben schon immer eine Vielzahl von Vorbildern für menschliche Strukturen und Gebäude geliefert. Viele Architekten verwenden keine künstlichen Beleuchtungssysteme mehr für ihre Bauwerke. Diese Architekten und Planer nutzen die natürliche Beleuchtung für ihre Gebäude. Die Biomimikry hat diese Praxis weiter motiviert. Wissenschaftler nutzen nachhaltige Methoden, um ihre Gebäude mit ausreichend Energie zu versorgen. Dieser Prozess erklärt, warum Solar- und Windenergie heute immer beliebter werden. Auch Architekten haben in verschiedenen Teilen der Welt künstliche Bio-Häuser gebaut (Pawlyn 2011). Ingenieure und Architekten entwerfen solche Häuser unter Verwendung verschiedener natürlicher Formen.
Viele Gebäude sind in der Lage, auf nachhaltige Weise mit ihrer Umgebung zu interagieren. Solche Bemühungen haben es einfacher gemacht, die Temperatur ohne den Einsatz von Klimaanlagen zu regulieren. Das Qatar Cacti Building geht eine einzigartige Beziehung zu seiner Umgebung ein. Das Modell erklärt, warum Architekten bereit sein sollten, mit allen rauen Umweltbedingungen fertig zu werden. Das Sahara Forest Project ist ein spektakuläres Gewächshaus, das auf natürliche Energie setzt, um die Abfallmenge zu reduzieren” (Pawlyn 2011, S. 83). Eier sind von Natur aus kugelförmig (Mahmoud & El-Zeiny 2012). Diese Tatsache erklärt, warum Eier stark sind. Architekten haben das gleiche Prinzip nachgeahmt, um haltbare Säulen für ihre Gebäude zu konstruieren. Architekten nutzen dasselbe Konzept für den Bau von Brücken auf der ganzen Welt.
Liste der Referenzen
Mahmoud, R & El-Zeiny, A 2012, ‘Biomimicry as a Problem Solving Methodology in Interior Architecture’, Social and Behavioral Sciences, vol. 50, no. 1, pp. 502-512.
Pawlyn, M 2011, “Natürliche Inspiration”, Sustain, Bd. 1, Nr. 1, S. 82-83.
Reed, P 2004, ‘Biomimicry is a new way of linking the human-made world to the natural world’, The Technology Teacher, vol. 1, no. 1, pp. 23-27.
Smith, J 2010, ‘It’s Only Natural’, Ecologist, Bd. 1, Nr. 1, S. 52-55.
Volstad, N & Boks, C 2012, ‘On the Use of Biomimicry as a Useful Tool for the Industrial Designer’, Sustainable Development, Vol. 20, No. 1, pp. 189-199.