Aus der Natur in die Technik
Aus der Natur in die Technik hieß es im Rahmen der dreitägigen Proben- und Projekttage am Gymnasium Marktbreit für Schülerinnen und Schüler der Jahrgangsstufe 5 am Montag und am Mittwoch. Mit ihren Fachlehrerinnen Frau Zöller und Frau Lehrieder untersuchten die jungen Forscherinnen und Forscher an Lernstationen beispielsweise den genialen Lotuseffekt. Die Lotusblume gilt als Symbol der Reinheit, weil ihre Blätter immer perfekt sauber bleiben. Die Struktur dieser besonderen Blätter beruht auf speziellen „Noppenspitzen“. Wasser sitzt locker auf der genoppten Oberfläche und spült Schmutz leicht mit weg. Dieses „Wasser weg mit dem Lotuseffekt“ stellten sich die Schülerinnen und Schüler selbst durch das Berußen von Objektträgern her. Die berußte Hälfte des Objektträgers ist hydrophob / wasserabweisend geworden und der Wassertropfen kugelt sich ab. Ein toller Lotuseffekt.
Dasselbe Phänomen lässt sich beobachten, wenn wir eine CD mit Aceton bedecken. Das Aceton reagiert mit der Polycarbonoberfläche der CD und es bilden sich teilkristalline Strukturen und somit eine raue, ebenso hydrophobe Oberfläche im Nano- bzw. Mikrometerbereich, die für den Lotus-Effekt sorgt. Mit Lebensmittelfarbe angefärbtes Wasser kugelt sich ab.
Der Aufbau eines Flugzeugflügels mit seinen Winglets wurde auch mit den Flügeln von Vögeln verglichen. Große Vögel mit nach oben gebogenen Flügelenden haben einen reduzierten Widerstand und somit effektiveren und leiseren Gleitflug. Dies nutzen die Ingenieure durch die Konstruktion von Winglets an den Flugzeugflügeln und erreichen somit eine Treibstoffeinsparung und mehr Stabilität.
Die Kokosnuss als Vorbild für den Motorradhelm oder der Fin-Ray-Effekt der adaptiven Formveränderung wie bei Schwanzflossen von Knochenfischen bei Druckbelastung als auch das Miura-Sonnensegel sind unter anderem noch weitere Beispiele, mit denen sich die Schülerinnen und Schüler intensiv zum Gebiet der „Bionik“ befasst haben.
Christiane Lehrieder