Mit Hilfe biologischer Materialforschung sollte es möglich sein, etwa für die regenerative Medizin Gerüststrukturen so auszustatten, dass sich die richtigen ­Zellen an den richtigen Stellen ansiedeln und dann in der erwünschten Weise entwickeln.

Und bei dieser Gelegenheit entdecken Biomaterialforscher vielleicht auch neue Möglichkeiten, die Haftung lebender Objekte an künstlichen Oberflächen zu erschweren. Die Rede ist vom Biofouling, das insbesondere im Schiffsverkehr ein großes Problem darstellt, da Muscheln und andere Bewohner der Rümpfe der Metallkorrosion Vorschub leisten.

Nicht allein natürliche Materialien sind eine Quelle der Inspiration, sondern auch natürliche Prozesse. Auf welche Art und Weise beispielsweise lebende Zellen den Stofftransport in ihrem Innern organisieren oder auf mechanische Reize reagieren¹⁰, könnte Ingenieuren als Vorbild dienen – um bald etwa mikromechanische Geräte zur Energieumwandlung, Aktuatoren oder Lab-on-a-Chip-Anwendungen zu realisieren.

Nicht zu vergessen sind all jene Prozesse, die sich im Grenzbereich von Biologie und Geologie vollziehen. Hier arbeiten Forscher etwa an der Synthese von Kohle und kohlenstoffbasierten Substanzen aus Biomasse. Dabei erreichten sie dank hoher Temperaturen und dem Einsatz technischer Katalysatoren bereits höhere Erträge als das Vorbild aus der Natur. Biogeologische Prozesse liefern auch die Ansätze, das bei der Verbrennung von fossilen Kraftstoffen entstehende Kohlendioxid einzufangen und zu speichern. Es gelang, ein spezielles, schwammartiges Material aus Kohlenstoff zu entwickeln, das Potenzial als Ionentauscher in Brennstoffzellen bietet – und sich zudem zur Verbesserung von Ackerböden eignet. Denn auch das lässt sich von der Natur lernen: Sie versteht es, erfolgreiche Strategien vielfältig einzusetzen und so auf elegante Weise »das Füllhorn auszuschütten«.

Marine Muscheln verfügen über Heftfäden, mit denen sie auf Steinen in der Brandung Halt finden. Forscher des Max-Planck-Instituts für Kolloid- und Grenzflächenforschung haben zu-sammen mit Kollegen von der University of California in Santa Barbara gezeigt, dass die ungleiche Verteilung von Vernetzungen in der Epidermis dieser Fäden deren Dehnbarkeit und Abriebsbeständigkeit bestimmt. Nach diesem Vorbild könnten neuartige polymere Beschich-tungen entwickelt werden (Harrington, M.A. et al., Science 328, 216, 2010).