Technik lernt von der Natur

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Technik lernt von der Natur

Foto: I. Arndt Wildlife Photography

Olympiadach München

Foto: Olympiapark-Gesellschaft München

Bild: SÜDWEST Lacke und Farben, Böhl Iggelheim

Eine besondere Anwendung von Spinnenseide

wird noch heute in Polynesien

praktiziert: Die Eingeborenen nehmen

Netze der Radspinnen und spannen diese

in gebogene Äste, um mit den erzeugten

Keschern Fische zu fangen.

Foto: K. Wothe Naturfotos Penzberg

Spinne

Natürliche Spinnenseide

Schon in der Antike wurde Spinnenseide als Wundverband eingesetzt.

Im Mittelalter stellte Spinnenseide ein Statussymbol der Königshäuser dar.

Spinnen sind großartige Konstrukteure. Außergewöhnlich beeindruckend ist

die Belastbarkeit der Spinnenseide. Durch die Kombination aus Stabilität

und Dehnbarkeit erreicht die Spinnenseide Maximalwerte im Vergleich zu

bekannten Werkstoffen.

So kann sie, bevor sie reißt, dreimal soviel Energie aufnehmen wie Kevlar,

eines der stabilsten bekannten synthetischen Fasermaterialien. Berechnungen

ergeben, dass der Abseilfaden einiger Spinnenarten erst bei einer Länge von

70–80 km unter ihrem Eigengewicht reißt (vgl. Stahl: 10 - 30 km).

Material

Vorbild Natur Technische Nutzung

Spinnenfaden

Spinnennetz

Technische Spinnenseide

Am Lehrstuhl für Biotechnologie der Technischen Universität München ist es

gelungen, auf biotechnischem Weg Spinnenseide herzustellen. Dazu werden

Spinnengene modifi ziert und zur Produktion in Bakterien eingesetzt.

Mit speziellen Techniken können verschiedene Produkte hergestellt werden.

Transparente Folien haben trotz einer Dicke von wenigen hundert Nano-

metern eine erstaunliche Stabilität und Flexibilität. Folien kommen in vielen

Bereichen der Oberfl ächenveredelung oder als Membranen zur Anwendung.

Kapseln aus Spinnenseide ermöglichen eine gezielte Medikmentenaufnahme.

Für Fäden liegt eine Verwendung als recyclbare Hochleistungsfaser nahe.

Architektur

Dichte

gcm¯³

Zug-E-Modul

GPa

Technik lernt von der Natur

Hochleistungsfasern, Hydrogele, Kapseln,

Membranen

Zugfestigkeit

GPa

Bruchdehnung

%

Architektonische Konstruktionen

Spinnennetze sind perfekte Trägerstrukturen: Elastizität und feste Veranke-

rungen der kunstvollen Gebilde dienen als Inspiration für zahlreiche tragende

Konstruktionen wie etwa das Dach des Münchner Olympiastadions.

Belastbarkeit

MJm¯³

Spinnen Rahmenfaden 1.3 10 1,1 27 180

Spinnen Fangspirale 1.3 0,003 0,5 270 150

Wolle 1.3 0,2 0,2 5 60

Kevlar 49 1.4 130 3,6 2,7 50

Höherfester Stahl 7.8 200 1,5 0,8 6

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