22.08.2016, 07:11 Uhr | 0 |

Bau aus Haut und Knochen? Pentagon arbeitet an lebenden biologischen Baumaterialen

Die Vorzüge erprobter Baumaterialien mit lebendigen Organismen verbinden: Das ist das Ziel eines Forschungsprojektes der US-Behörde Darpa. Damit könnten sich Dächer selbst reparieren, Fenster sich automatisch gegen Regen abdichten – und Ersatzteile wachsen nebenan im Garten.

Lebendige Materialien wollen Forscher der US-Behörde Darpa beim Häuser- oder Straßenbau einsetzen
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Lebendige Materialien wollen Forscher der US-Behörde Darpa beim Häuser- oder Straßenbau einsetzen. 

Foto: Darpa

Mit Kleinkram hat man sich bei der Darpa noch nie abgegeben. Das liegt in ihrer Natur, denn gegründet wurde die „Defense Advanced Research Project Agency“ in den USA, nachdem die Sowjets ihren ersten „Sputnik“ ins Weltall geschossen hatten. Ein derartiges Desaster im technologischen Wettlauf zwischen West und Ost dürfe es nie wieder geben, beschloss man in Washington. Und deshalb bekommt die Behörde jedes Jahr Milliardenbeträge.

Primär geht es hier um militärische Zwecke, aber ziviler Nutzen stärkt natürlich die Existenzberechtigung, und deshalb hält die Darpa ihre maßgebliche Beteiligung an der Entwicklung des Navigationssystems GPS hoch. Aktuell laufen hier rund 250 Projekte unterschiedlichster Art: Von Abwehrtechnologien gegen Kampfdrohnen bis zur Entwicklung von Proteinen, die bei der gezielten Applikation von Medikamenten im Körper helfen sollen. 

Kontrolle über Wachstum und Form nötig

Im neuesten Projekt geht es indes um Architektur. Die Forscher wollen herkömmliche Baustoffe mit lebenden, biologischen Elementen verbinden. Materialien wie Beton und Stahl seien teuer und schwer zu transportieren, hätten eine begrenzte Lebensdauer und könnten nicht auf Veränderungen in ihrer direkten Umgebung reagieren, heißt es bei der Darpa. „Lebende biologische Materialien“ hätten dagegen viele Vorteile: „Sie wachsen da, wo sie gebraucht werden, reparieren sich selbst und reagieren auf ihre Umgebung.“

Zählt auch zu den jüngsten Darpa-Entwicklungen: das Roboter-Schiff Actuv. Es kann autonom feindliche U-Boote jagen.

Die Behörde nennt als Beispiele Haut, Knochen, Baumrinde oder Korallen. Das Problem daran sei nur, dass „Wissenschaftler und Ingenieure heute noch nicht in der Lage sind, Größe und Form dieser Materialien auf einfache Art zu kontrollieren, so dass sie für Gebäude nützlich sein könnten“. Also ist genau das die Zielsetzung in dem neuen Darpa-Projekt „Engineered Living Materials“ (ELM).

Wenn die Straße sich dynamisch anpasst

Mit welchen Methoden die notwendige Kontrolle erreicht werden kann, ist unklar. Es dürfte aber um eine Art der genetischen Programmierung gehen. Die neuartigen Materialien, die dabei entstehen würden, sollen nicht nur in Gebäuden zum Einsatz kommen, sondern beispielsweise auch in Straßen und Brücken. So könne sich die Infrastruktur dann „dynamisch an die Bedingungen in der Umgebung anpassen“ – was auch immer das konkret heißt.

Projektleiter Justin Gallivan ist jedenfalls überzeugt von den gewaltigen Chancen: „Stellen Sie sich vor, wir liefern nicht fertige Materialien an die Baustelle, sondern Vorläufer, die vor Ort wachsen und dabei lokale Ressourcen nutzen und die sich bei Schäden dann auch noch selbst heilen können!“

Mikroorganismen backen Ziegelsteine

Solche Möglichkeiten wären tatsächlich revolutionär. Die Idee allerdings, bei der Produktion von Baumaterialien lebende Organismen einzusetzen, ist nicht völlig neu. Und sie hat auch schon konkrete Ergebnisse gebracht.

So haben niederländische Forscher einen Beton entwickelt, in dem Bakterien entstandene Risse wieder schließen können, und ein US-Startup hat vor einigen Monaten Ziegelsteine präsentiert, die nicht mit hohem Energieaufwand gebacken werden müssen, sondern durch Mikroorganismen zusammengehalten werden.

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Von Werner Grosch
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