Eine Physikerin im Regenwald von Malaysia: auf den Spuren sicherer, biomimetrischer Nanotechnologie
Biomimetik – das bedeutet „Lernen von der Natur für die Technik“. Und genau das hat die Physikerin Ille Gebeshuber auf ihrer Regenwaldexpeditionen im Inneren von Borneo auch getan.
Die strahlenden Farben mancher tropischer Schmetterlinge sind mehr als nur Zierde. Im Gegensatz zu Pigmentfarben bleichen derartige nanostrukturbasierte Farben in der starken tropischen Sonne nie aus. Aber das ist nicht alles: Diese Farben kontrollieren auch das Wasserabrinnverhalten bei tropischen Regengüssen und sorgen dafür, dass die Temperatur des Flügels nie zu hoch wird. Und nach dem Tod des Schmetterlings dienen die Nanostrukturen als Futter oder Dünger für weitere Lebewesen. Ille Gebeshuber hat gemeinsam mit ihrem Team erstmals einen Meisterstempel mit einem Abdruck der Nanostrukturen des Schmetterlingsflügels entwickelt. Damit kann man wiederholt Farben und weitere Funktionalitäten stempeln, ganz ohne potentiell toxische Pigmente verwenden zu müssen.
Gemeinsam mit ihrem Team und wissenschaftlichen Freunden aus den Bereichen Physik, Mathematik, Ingenieurswissenschaft, Veterinärwissenschaft, Wirtschaft und Biologie lernte die Forscherin auf ihrer Expedition grundlegende Prinzipien der belebten Natur im Nanobereich kennen. Einige davon transferierte sie in für Menschen nützliche Anwendungen und erstellte so die Basis für ein Denkmodell einer neuen, sicheren Nanotechnologie, die weder dem Menschen noch der Umwelt schadet.
Ein zweites Beispiel ist die Biomineralisation. Das ist die Erzeugung von mehr als 70 verschieden funktionalen Materialien (Metalle, Mineralien, komplexe Kompositmaterialien) durch Organismen. Dies funktioniert lokal, ohne unnötige Transportwege, und unter Umgebungsbedingungen: Wenn Algen ihr nanostrukturiertes Glas herstellen und wenn Bakterien ihre Magnete basteln, die perfekte Kristalle sind, hat das Wasser, in dem sie das tun, nicht mehr als ein paar Grad Celsius.
ForscherInnen, TechnikerInnen und EntwicklerInnen sind nun dabei, derartige Prinzipien aus der Natur zu verstehen und umsetzen, und dabei unsere Art und Weise Dinge zu erzeugen zu revolutionieren – hin zu einer Technologie, die neben hoher Funktionalität auch massive Vorteile für Mensch und Umwelt beinhalten soll.
Bio
Ille C. Gebeshuber ist Physikerin an der Technischen Universität Wien. Ihre Arbeitsgebiete sind Biomimetik (Lernen von der Natur für die Technik), Nanotechnologie und Tribologie (Lehre von Reibung, Schmierung und Verschleiß).
Im November 2008 habilitierte sie sich in Experimentalphysik an der TU Wien; von 2009 bis 2015 lebte sie im südostasiatischen Malaysia und arbeitete als Professorin am Institut für Mikroingenieurswissenschaft und Nanoelektronik an der nationalen Universität. Nun ist sie wieder an ihrem Heimatinstitut an der TU Wien.