Ideenpool Natur: die außergewöhnlichen Eigenschaften von Biomaterialien

Prof. Dr. Peter Fratzl,
Max-Planck-Institut für
Kolloid- und Grenzflächenforschung, Potsdam


Die Natur hat im Laufe der Evolution eine Vielfalt an Materialien mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften hervorgebracht. Dazu gehören zum Beispiel das Holz, der Knochen, Muschelschalen oder auch Glasschwämme aus der Tiefsee. Biologische Materia­lien sind stets Verbundmaterialien aus Polymeren und manchmal auch Mineral. Sie sind hierarchisch aufgebaut, was eine Anpassung der Eigenschaften auf den unterschiedlichen Strukturebenen ermöglicht. Die Erforschung der inneren Struktur dieser Materialien zeigt uns, mit welchen physikalischen Mechanismen sich Pflanzenhalme bewegen und sich Äste nach oben recken, warum Muschelschalen und Glasschwämme fast unzerbrechlich sind und wie es dem Knochen gelingt, sich an unterschiedliche Anforderungen anzupassen. Die physikalischen Prinzipien dieser unerwarteten Eigenschaften zeigen uns auch neue Wege zur Optimierung von technischen Werkstoffen.
Die Biomimetik ist ein noch junges, sehr innovatives und zukunftsweisendes Forschungsfeld. 2008 wurde Prof. Fratzl für seine Forschung über die Struktur-Funktions-Beziehungen zur Entwicklung biologisch inspirierter Materialien und Systeme mit dem Max-Planck-Forschungspreis ausgezeichnet.