WAS WIR VON TIEREN LERNEN KÖNNEN

Jedes einzelne Tier besitzt viele wunderbare Eigenschaften, die es bei seiner Schöpfung erhalten hat. Einige genießen die hydrodynamische Form um durch das Wasser zu gleiten; andere nutzen wirklich außerordentliche Sensorgeräte. Viele dieser sind Geräte, die die Menschheit zum ersten Mal entdeckt hat, oder gerade erst anfängt diese zu erkennen. Dank der Wissenschaft der Biomimikry werden Produkte, die durch die Imitation dieser außergewöhnlichen Entdeckungen hervortreten, zweifelsohne häufiger in der Zukunft eingesetzt werden.

Oberflächenspannung und Schwimmanzüge, die von der Haut der Haie inspiriert wird

Beim Olympischen Schwimmwettbewerben können 1/100 einer Sekunde den Unterschied zwischen gewinnen und verlieren ausmachen. Da die stete Spannung gegen die Bewegungen des Körpers eines Schwimmers von hoher Bedeutung ist, wählen viele Schwimmer neu-designte Schwimmanzüge, um diese Spannung zu reduzieren. Diese eng anliegenden Anzüge, die einen großen Bereich des Körpers andecken, sind aus einem Material hergestellt, das die Eigenschaften der Haihaut durch überlagernde vertikale Harzstreifen imitiert. 

Studien unter dem Rasterelektronenmikroskop haben ergeben, dass kleine „Zähne“ (Riffel) die Oberfläche der Haihaut bedecken, die vertikale Strudel oder Wasserspiralen bilden, die das Wasser näher an den Haikörper bringen und so die Spannung reduzieren. Dieses Phänomen wird auch als Riffeleffekt bekannt, und die Forschung an der Haihaut wird auch weiterhin am NASA Langley Research Center (NASA Forschungszentrum in Langley) betrieben.

Schwimmanzüge, die aus neuen Fiber und Webtechniken gemacht sind, werden hergestellt, um enger am Körper des Schwimmers zu liegen und die Spannung so viel wie möglich zu reduzieren. Forschung hat gezeigt, dass solche Anzüge die Spannung bis zu 8% zu den normalen Schwimmanzügen reduzieren kann. 1
 
Chamäleons und Kleidung, die ihre Farbe ändert

Die eindrucksvolle Fähigkeit des Chamäleons seine Farbe zu ändern und sich seiner Umgebung anzupassen ist sowohl erstaunlich als auch ästhetisch angenehm. Das Chamäleon kann sich wandeln mit einer Geschwindigkeit, die Menschen erstaunt.

Mit großer Expertise nutzt das Chamäleon seine Zellen, genannt Chromatophor, die fundamentale Gelb- und Rotpigmente enthalten, deren reflektierende Schicht blaues und weißes Licht reflektieren, und die Melanophoren enthalten schwarz bis dunkelbraunen Melanine, welche seine Farbe dunkeln. 2

Zum Beispiel, wenn man ein Chamäleon in eine helle gelbe Umgebung setzt, dann wandelt es sich auch schnell gelb. Hinzu kommt, dass sich das Chamäleon nicht nur einer einzigen Farbe anpasst, sondern einer Mischung von Schattierungen. Das Geheimnis liegt in der Art und Weise, wie die Pigment enthaltenden Zellen unter der Haupthaut der Verwandlung sich erweitern oder zusammenziehen, um sich ihrer Umgebung anzupassen.

Die momentane Forschung am Massachusetts Institute of Technology in den USA zielt darauf aus, Kleidung, Taschen und Schuhe herzustellen, die genauso ihre Farbe ändern wie ein Chamäleon. Forscher sehen Kleidung voraus, die aus den neu entwickelten Fiber gemacht sind, die das auf sie prallende Licht reflektieren, und die mit einem winzigen Batteriebündel ausgestattet ist. Diese Technologie wird es der Kleidung ermöglichen seine Farbe und Muster innerhalb von Sekunden durch einen Schalter am Batteriebündel zu ändern. 3 Jedoch ist diese Technologie noch viel zu teuer. So kostet zum Beispiel eine farbwechselnde Männerjacke rund $10.000.

Was würdest du denken, wenn die jemand eine Jacke zeigt und behauptet, „Diese hier kann die Farbe wechseln. Doch weder hat jemand die Jacke präpariert, noch deren Eigenschaft die Farbe zu wechseln. Es passiert einfach von alleine.“ Wahrscheinlich denkst du diese Person wäre bekloppt oder sehr ignorant. Offensichtlich muss ein Schneider sie zusammengeschneidert haben, und noch davor müssen Ingenieure ihr die Fähigkeit des Farbwechsels ermöglichen.

So, warum kann dann ein Chamäleon diese beeindruckenden Veränderungen vornehmen? Hat es das System entworfen, dass diese Veränderung zulässt, es in seinem Körper eingebaut, und führt diese Prozesse ganz alleine aus? Natürlich wäre es irrational zu behaupten, dass das Chamäleon dies alles aus freien Stücken tut. Da sich die Menschen ja schon schwer tun, diese Veränderungen durchzuführen, wie soll ein Reptil dieses System eingebaut haben, dass es ihm ermöglicht seine eigene Körperfarbe zu wechseln? Zu behaupten, dass so eine erhabene Fähigkeit durch Zufall kam ist unlogisch und falsch.

Kein natürlicher Mechanismus hat die Macht solch unbeschreibliche Fähigkeiten zu formen und diese den Lebewesen, die sie brauchen, zu geben. Eine Übermacht herrscht über die Atome, Moleküle, und Zellen im Körper der Kreaturen und arrangiert sie so, wie sie will. Gott erschuf das Chamäleon eröffnet uns die unbeschreibliche Natur Seiner Schöpfung in solchen Beispielen. Wie es im Quran geschrieben steht ist Gott Allmächtig:

Was in den Himmeln und was auf Erden ist, preist Allah. Und Er ist der Erhabene, der Welse. Sein ist das Reich der Himmel und der Erde. Er gibt Leben und lässt sterben. Und Er hat Macht über alle Dinge. (Quran, 57:1-2)

Eine Lösung für Verkehrsprobleme von der Heuschrecke

Autounfälle kosten jedes Jahr Millionen Leben. Auf der Suche nach einer Lösung glaubt die wissenschaftliche Welt, dass Heuschrecken eine Lösung dafür geben könnte. Obwohl Heuschrecken in Schwärmen von Millionen reisen, haben Forschungen gezeigt, dass sie niemals mit einander kollidieren. Die Antwort wie Heuschrecken dieses vollbringen eröffnete einen ganz neuen wissenschaftlichen Horizont.

Experimente zeigten, dass Heuschrecken ein elektronisches Signal an jeden Körper aussenden, der sich ihnen nähert, um die Position des Körpers festzustellen, und dann dementsprechend die Richtung zu ändern.4  Erfinder versuchen jetzt diese von der Heuschrecke eingesetzte Methode zu implementieren, um ein Problem zu lösen, dass bisher über Jahre hinweg unlösbar schien. Diese Kreaturen verhalten sich so wie sie von Gott inspiriert wurden, und sind klarer Beweis für die Schöpfung.

Die Flugmethoden der Vögel als Model für Hochgeschwindigkeitszüge

Während japanische Ingenieure und Wissenschaftler ihren elektrischen Hochgeschwindigkeitszug der 500-Reihe entwickelten, stießen sie auf ein großes Problem: Als sie Wildvögel für die perfekte Lösung untersuchten, fanden sie bald das Design, das sie gesucht hatten und bauten es erfolgreich ein.

Das Eintauchen des Eisvogels und das Reinfahren von Hochgeschwindigkeitszügen in einen Tunnel

Die Streckentunnel, die von Hochgeschwindigkeitszügen durchfahren werden stellten neue zu lösende Probleme für die Ingenieure da. Wenn ein Zug mit Höchstgeschwindigkeit in den Tunnel einfährt, kommen atmosphärische Druckwellen auf und bauen sich stetig bis zu einer Art Flutwelle weiter auf, die auf den Ausgang des Tunnels mit Überschallgeschwindigkeit zufährt. Am Ausgang geht die Welle dann zurück. Am Ausgang des Tunnels entladen sich Teile dieser Druckwelle mit einem manchmal explosionsartigen Geräusch.

Da der Druck dieser Welle ungefähr ein Tausendstel des atmosphärischen Drucks oder weniger ist, werden sie Mikrodruckwellen im Tunnel genannt, welche sich wie im Diagramm gezeigt bilden.

Das sehr störende Geräusch, dass unter der Druckwelle entsteht, kann durch die Erweiterung des Tunnels reduziert werden, aber die Aufgabe den Durchschnittsbereich eines Tunnels zu verändern ist sehr schwer und kostspielig.

Zuerst dachten die Ingenieure, dass dadurch, dass man den Zugdurchmesser reduziert und die Spitze am Zuganfang spitz und sanft macht, die Lösung hätte. Sie setzten diese Ideen an einem Testzug um, konnten aber die entstehenden Mikrodruckwellen nicht mindern.

Sich wundernd, ob es eine ähnliche Dynamik in der Natur gab, dachten die Designer und Ingenieure an den Eisvogel. Um seine Beute jagen zu können, taucht der Eisvogel ins Wasser, welches einen größeren Flüssigkeitswiderstand hat als Luft, und erfährt einen plötzlichen Wechsel an Widerstand, so wie der Zug es tut, wenn er in den Tunnel fährt.

Dementsprechend braucht ein Zug, der 300 Km/H (186 M/H) schnell fährt, eine Front, die wie der Schnabel eines Eisvogels geformt ist, welche das Abtauchen des Vogels ermöglicht.
Studien des japanischen Instituts der Zugtechnikforschung und der Universität von Kyushu zeigten, dass die ideale Form, um Mikrodruckwellen im Tunnel zu unterdrücken, eine Form war, die wie ein drehbares Paraboloid oder ein Keil geformt ist. Eine Nahaufnahme des Durchmessers vom oberen und unteren Schnabel des Eisvogels erzeugt diese Form.5  Der Eisvogel ist wiederum ein weiteres Beispiel dafür, wie alle Lebewesen so erschaffen wurden, wie sie es zum überleben brauchen – und deren Design als ein Model für die Menschheit dienen kann.

Die Federn des Pfaus und sich selber ändernde Bildzeichen

In den Federn des Pfaus erlauben es das Protein Keratin zusammen mit den Pigment Melanin in den braunen Federn, die einzigen beiden Pigmente in den Federn, dass sich das Licht so zerstreut, damit wir das Licht sehen. Die hellen und dunklen Farben, die wir in den Federn sehen stammen von den ausgerichteten Schichten des Keratin. Die extrem hellen Federhälse des Pfaus stammen von diesen Struktureigenschaften.

Die Natur inspirierte ein japanisches Unternehmen wiederverwendbare Leuchtreklameschilder zu entwickeln, deren Oberfläche unter ultraviolettem Licht strukturell verändert wurden, welches die Ausrichtung der Kristalle im Material veränderte, und somit bestimmte Farben so sichtbar machte, wie die gewünschte Botschaft lauten sollte. Diese Schilder können immer wieder verwendet und mit neuen Bildern bedruckt werden. Das eliminiert die Kosten der Produktion neuer Schilder, und den Verbrauch giftiger Farben. 6

Eine Computerlösung von den Schmetterlingen

Wir setzen Computer so intensiv ein, dass sie Teil unseres Lebens in jedem Moment 24 Stunden am Tag werden – zuhause, bei der Arbeit, sogar in unseren Autos. Computertechnologie wächst rapide von Tag zu Tag, und wachsende Lebensstandards erfordern von Computerfunktionen gleichfalls Schritt zu halten, und immer schneller zu werden. Das neueste Model kann atemberaubende Schnelligkeit erzeugen, und schnellere Chips bedeuten, dass der Computer mehr Aufgaben in kürzester Zeit verarbeiten kann. Jedoch führen schneller Chips zu einem erhöhten Energieverbrauch, welcher wiederum den Chip erwärmt. Es ist wichtig für Computerchips, dass sie runtergekühlt werden, um sie vorm schmelzen zu bewahren. Die existierenden Ventilatoren sind nicht mehr ausreichend, um die neueste Generation an Chips zu kühlen. Designer, die eine Lösung zu diesem Problem suchten, gaben irgendwann bekannt, dass sie eine Lösung in der Natur entdeckt haben.

Die Flügel des Schmetterlings haben die perfekte Struktur für ihr Design. Forschung an der Tufts Universität zeigte, dass es ein Kühlsystem in den Flügeln der Schmetterlinge gibt. Wenn dieses System verglichen wird mit dem in Computerchips, zeigt es eine bessere Leistung. Ein Team, das vom Assistenzprofessor für Forschung im Maschinenbau Peter Wong geleitet wurde, wurde von der American National Science Foundation finanziell unterstützt, herauszufinden, wie schillernde Schmetterlinge Wärme kontrollierten.

Da Schmetterlinge Kaltblüter sind, müssen sie ständig ihre Körpertemperatur regulieren. Das ist ein ernstzunehmendes Problem, da die Reibung während des Fluges eine beträchtliche Menge an Wärme erzeugt. Diese Wärme muss sofort heruntergekühlt werden. Ansonsten kann der Schmetterling nicht überleben. Die Lösung stellen Millionen mikroskopisch kleiner Schuppen dar, auch dünn-filmige Struktur genannt, die an den Flügeln heften. Die Wärme wird dadurch verteilt. 7

Das Team schätzte, dass diese Forschung in der Zukunft sehr hilfreich für Chiphersteller wie Intel oder Motorola sei. Aber in Schmetterlingen gibt es dieses unvergleichliche Design schon solange sie es schon haben. Die Flügel der Schmetterlinge verkörpern solch eine fehlerlose Lösung, die uns die Weisheit und die Macht unseres Schöpfers vorstellt. Diese Macht gehört Gott, Er hat die Dominanz und Macht über alles.

1. Hideki Takagi, Ross Sanders, "Hydrodynamics makes a splash," Physics World, September 2000.
2. International Wildlife, September-Oktober 1992, S. 34
3. Ann Marie Cunningham, "Clothes That Change Color," ScienCentral.Inc., www.sciencentral.com
4. http://www.milliyet.com.tr/2001/07/31/yasam/yas07.html
5. Eiji Nakatsu, "Learning From Nature - A Flight of Wild Birds and Railways," http://www.wbsj.org/birdwatching/contribution/97_910e.html
6. “Biomimicry”, Buckminster Fuller Institute;
http://www.bfi.org/Trimtab/spring01/biomimicry.htm
7. Ilan Greenberg, "Butterflies Show Path to Cooler Chips," Wired News, http://wired-vig.wired.com/news/technology/0,1282,10163,00.html

2008-08-10 23:17:47

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