Mit Scharnieren kennt Jan Knippers sich aus. Als junger Ingenieur war er mit der Konstruktion der Kieler Hörnbrücke betraut, die sich mitsamt Fahrbahn, Gehweg und den seitlichen Geländern zusammenfaltet, wenn ein Schiff passieren will. Hunderte Scharniere mussten dafür aufeinander abgestimmt werden. »Wir hatten vor Ort unsere liebe Not, bis endlich alles funktionierte«, erinnert sich Knippers, der heute Architektur an der Universität Stuttgart lehrt.

Scharniere müssen perfekt zusammenspielen, auch bei starkem Wind, Schnee oder Eis. Staub und Schmutz gefährden die Gelenke. Und die neuralgischen Punkte der Konstruktion müssen viel Spannung und Reibung aushalten.

Seit der Arbeit an der Brücke treibt Knippers deshalb die Vision einer Konstruktion ohne Scharniere um. Wäre es möglich, künstliche Gelenke zu erschaffen, die nicht aus ineinandergreifenden, starren Bauteilen bestehen? Es ist möglich, sagt die Natur.

Auch wenn der Mensch Pflanzen eher als statische Organismen kennt, ist die Flora alles andere als unbeweglich. Sie streckt Wurzeln zum Wasser vor, wendet Blüten der Sonne zu, umrankt fremde Stiele und Stängel. Bei Berührung lässt sie Samenkapseln platzen oder die Blätter hängen. Und so wie die Venusfliegenfalle ihre klebrigen Blätter geschmeidig um die Beute schließt, könnte auch das technische Gelenk der Zukunft funktionieren.

Es bedarf jedoch Geduld und Aufmerksamkeit, um der Natur ihre Geheimnisse zu entlocken und diese in Technik umzusetzen. Denn einige Bewegungen verlaufen zu langsam, als dass der Mensch sie wahrnehmen kann. Andere wiederum sind so schnell, dass sie sich selbst mit Hochgeschwindigkeitskameras nur mühsam analysieren lassen.

Der Biologe Thomas Speck hat die Herausforderung angenommen. Die Arbeitsmethoden des wissenschaftlichen Leiters der Plant Biomechanics Group an der Universität Freiburg erinnern ein wenig an jene des berühmten schwedischen Naturwissenschaftlers Carl von Linné : In seinem Labor werden Pflanzen aufgeschnitten, mikroskopiert und fotografiert – nur eben mit den Techniken des 21. Jahrhunderts, in dem das Elektronenmikroskop an die Stelle der Lupe tritt, und digitale Hochgeschwindigkeitskameras die Bleistiftzeichnung ersetzen.

Was er der Pflanzenwelt abschaut, gibt er weiter an Ingenieure, die zum Beispiel nach Konstruktionen suchen, die zugleich leicht und stabil sind. Dass die Natur die beste Lösung oft schon gefunden hat, ist sein Credo. Die Lösung für Jan Knippers Problem mit den Scharnieren kam denn auch aus Specks Laboren. Der Biologe schickte ihm eine Liste mit mehr als fünfhundert Bewegungsmechanismen aus dem Pflanzenreich. Und Knippers’ Wahl fiel auf die Paradiesvogelblume, Strelitzia reginae mit botanischem Namen.

Ihre Bewegungen sind in sämtlichen Lehrbüchern für Konstruktion und Bau akribisch beschrieben. Allerdings nicht als Blaupause, sondern als Schaden, den es zu vermeiden gilt. Was die Blume tut, kennen Architekten und Ingenieure als Biegedrillknicken . Das tritt immer dann auf, wenn ein Bauteil unter der Last zu großer Kräfte oder Spannungen nachgibt.

Die Strelitzie hingegen nutzt die Mechanik für die Bestäubung: Ihr blaues Staubblatt ist längs eingerollt wie eine Dachrinne, in der geschützt die Pollen liegen. An den Seiten spreizen sich schmal geschwungene Flügel ab. Sobald sich ein Webervogel, vom Nektar angelockt, auf dem Blütenblatt niederlässt, knickt die fragile Rinne um. Dabei öffnet sie sich, und der Blütenstaub bleibt an den Krallen des Tiers kleben, während die seitlichen Flügel zur Stabilisierung der Sitzstange nach unten klappen. Fliegt der Vogel mit bestäubten Beinen davon, klappt das Staubblatt in seine ursprüngliche Rillenform zurück.