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Natur als Vorbild: Ein Haus, stabil wie ein Schwamm
Ein Tiefseeschwamm könnte die Vorlage für äusserst stabile und leichte Konstruktionen bieten, die sowohl dem Bau von Flugzeugen aber auch von Wolkenkratzern oder Brücken zu Gute kommen könnten.
Quelle: NOAA/Monterey Bay Aquarium Research Institute, NOAA Photo Library, Gemeinfrei
Ein kleiner Giesskannenschwamm. Je nachdem verzweigt er sich auch, oder besteht vielmehr aus mehreren Elementen.
Mit etwas Phantasie erinnert der vor allem im Westen des Pazifik und im Osten des Indischen Ozeans vorkommende Giesskannenschwamm an die Miniaturausgabe eines organisch angehauchten Wolkenkratzers. Gewohnt wird darin auch: Den Pärchen einiger Garnelenarten dient der Euplectella aspergillum nämlich als vor Fressfeinden sichere Wohnung.
Von der Tiefsee aufs Land?
Geht es nach Forschern der amerikanischen Harvard John A. Pauson School Engineering (SEAS) soll der Tiefseeschwamm auch den Menschen zumindest die Vorlage für sichere oder vielmehr stabilere Bauten liefern. Diesen Schluss ziehen sie in einer Studie. Aber das ist nicht alles: Seine glasiges Skelett könnte nicht nur das Vorbild für die Konstruktion stärkerer, höherer Gebäuden liefern, sondern auch für längere Brücken oder leichtere Raumschiffen, heisst es in der Medienmitteilung de SEAS.
Denn wie die Wissenschaftler im Fachmagazin „Nature Materials“ berichten, verfügt die diagonal verstärkte, quadratisch gitterartige Skelettstruktur des Giesskannenschwamms über ein höheres Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, als herkömmliche, im Bau eingesetzte Gitterkonstruktionen. „Wir stellten fest, dass die diagonalen Verstärkungen des Schwamms die höchste Knickfestigkeit für eine bestimmte Materialmenge bietet“, wird Matheus Fernandes, Erstautor der Studie und Doktorand am SEAS, in der Medienmitteilung zitiert.
Robuste, schachbrettartige Struktur
Stabilisiert wird der röhrenförmige Körper des Schwamms von zwei Sätzen paralleler diagonaler Skelettstrebe, die sich überschneiden. Sie sind mit einem darunter liegenden Gitter verbunden und bilden damit eine robuste, schachbrettartige Struktur. „Wir untersuchen seit mehr als 20 Jahren Struktur-Funktions-Beziehungen in Schwammskelettsystemen, und diese Arten überraschen uns immer wieder“, sagt Weaver.
Im Labor replizierten die Forscher das
Skelett des Schwamms und verglichen es mit vorhandenen Gittergeometrien. Sie
wurden allesamt von ausgeklügelten Schwammkonstrukion übertroffen, die schwereren
Lasten stand hielt und nicht einbrach.
Seine rekordverdächtigen Fähigkeiten dürfte der Schwamm der Tatsache verdanken, dass er etwas mehr Zeit hatte um Erfahrungen bezüglich Statik und intelligentem Bauen zu sammeln, als die Menschen. Es gibt ihn seit rund 500 Millionen Jahren. (mai)