{"id":93017,"date":"2026-07-13T14:28:34","date_gmt":"2026-07-13T12:28:34","guid":{"rendered":"https:\/\/www.die-stadtzeitung.de\/?p=93017"},"modified":"2026-07-13T14:28:34","modified_gmt":"2026-07-13T12:28:34","slug":"es-geht-immer-darum-von-der-natur-zu-lernen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.die-stadtzeitung.de\/index.php\/2026\/07\/13\/es-geht-immer-darum-von-der-natur-zu-lernen\/","title":{"rendered":"\u201eEs geht immer darum, von der Natur zu lernen\u201c"},"content":{"rendered":"
\"\"Prof. Dr.-Ing. Swantje Bargmann von der Bergischen Universit\u00e4t Wuppertal besch\u00e4ftigt sich mit Grundlagenforschung – \u00a9 Melanie Bremer<\/span><\/div>\n

Experimente mit dem biologischen Material werden von Kooperationspartnern in S\u00fcdkorea und \u00d6sterreich durchgef\u00fchrt. Die Ergebnisse der Experimente und Simulationen werden dann zusammen mit weiteren Partnern aus den USA, Niederlanden, S\u00fcdafrika und Singapur ausgewertet. \u201eEs geht immer darum, von der Natur zu lernen. Uns interessiert der Aufbau der Struktur, d.h. uns interessiert, wie man die Materialien ersetzt.\u201c<\/p>\n

Das h\u00e4rteste Material der Welt<\/h4>\n

Vor knapp zwei Jahren machte Swantje Bargmann international auf ihr Fachgebiet aufmerksam, als sie gemeinsam mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus den USA, Singapur, \u00d6sterreich, den Niederlanden und Deutschland herausfand, dass die Z\u00e4hne der Napfschnecke das st\u00e4rkste auf der Erde vorkommende nat\u00fcrliche Material sind. \u201eDie Napfschnecken findet man \u00fcberall in den Meeren dieser Welt\u201c, erz\u00e4hlt sie. \u201eDie sind ungef\u00e4hr 4×4 cm gro\u00df und haben klitzekleine Z\u00e4hne, die man so mit dem blo\u00dfen Auge nicht sehen kann. Diese Z\u00e4hne sind ein wenig gekr\u00fcmmt, und damit kratzen sie ihre Nahrung vom Stein ab. Deshalb m\u00fcssen die so hart sein.\u201c Swantje Bargmann und ihr Team schauen sich die Mikrostruktur davon an, d.h. den genauen inneren Aufbau des Zahns und \u00fcbertragen ihre Erkenntnisse dann auf andere ingenieurwissenschaftliche Materialien.<\/p>\n

\"\"\u00a9 Bergische Universit\u00e4t<\/span><\/div>\n

Napfschneckenforschung begann in Gro\u00dfbritannien<\/h4>\n

Als das st\u00e4rkste nat\u00fcrliche Material der Welt galt lange Zeit die Spinnenseide. Die ersten wissenschaftlichen Untersuchungen an den Napfschnecken begannen 2015 in Gro\u00dfbritannien, wei\u00df die Wissenschaftlerin, denn die Engl\u00e4nder besch\u00e4ftigten sich schon l\u00e4nger mit den Z\u00e4hnen der Tiere aus der Region und aus dem Meer. Man ahnte schon aufgrund der Ern\u00e4hrung der Schnecken, dass deren Z\u00e4hne besonders hart sein k\u00f6nnten. Man kann sie kaum von den Steinen entfernen, da auch ihre Saugkraft enorm ist. \u201eWir haben hier 2018 mit den Untersuchungen angefangen und uns die Struktur der Z\u00e4hne genauer angeguckt\u201c, erkl\u00e4rt die Wissenschaftlerin. Nach vielen Tests konnte das Team eine weitere, noch unbekannte Eigenschaft der Z\u00e4hne herausfinden, die dem Laien unerkl\u00e4rbar erscheint. \u201eDas Material ist auxetisch\u201c, wei\u00df Swantje Bargmann.<\/p>\n

Auxetisches Material<\/h4>\n

\u201eWenn ich etwas in eine Richtung ziehe, verk\u00fcrzt es sich \u00fcblicherweise in die andere Richtung. So verhalten sich die allermeisten Materialien auf der Welt und das ist auch das Bild, was wir vor Augen haben. Das gilt aber nicht f\u00fcr die Z\u00e4hne der Napfschnecke. Wenn ich daran ziehe, dehnt sich das Material in die eine und<\/b> die andere Richtung aus\u201c, erl\u00e4utert die Forscherin. Was sich wie Zauberei anh\u00f6rt, erschlie\u00dft sich selbst Fachleuten erst, nachdem sie mehrere Bilder gesehen haben und eine Vorstellung bekommen, wie das Material sich bewegt.<\/p>\n

\"\"So sehen Napfschnecken aus, die es in allen Meeren gibt – \u00a9\u00a0 Swantje Bargmann<\/span><\/div>\n

Prof. Dr. Swantje Barmann f\u00e4hrt fort: \u201eDas war vorher nicht bekannt und das hatten wir auch nicht erwartet. So ist Forschung. Man guckt sich Sachen an, man versucht, Sachen zu verstehen und entdeckt dann Dinge, die man nicht erwartet. Da wird dann nat\u00fcrlich noch mehrmals der Versuchsaufbau \u00fcberpr\u00fcft und geschaut, ob man auch keine Fehler gemacht hat, wenn man etwas entdeckt, was \u00fcblicherweise nicht da ist. Wenn man wirklich neue Sachen auf hohem Niveau findet, muss man das erst einmal abkl\u00e4ren, denn man muss sich ja sicher sein. Wir haben hinterher in Science Advances<\/i> publiziert (Science Advances<\/i> ist eine multidisziplin\u00e4re Open-Access-Fachzeitschrift, die Anfang 2015 gegr\u00fcndet wurde und von der American Association for the Advancement of Science herausgegeben wird. Das Themenspektrum der Zeitschrift umfasst alle Bereiche der Wissenschaft, Anm. d. Red.) und das ist dann ja keine Kleinigkeit mehr und dauert dementsprechend l\u00e4nger.\u201c<\/p>\n

Etwas gr\u00f6\u00dfer, und dem Menschen n\u00e4her, ist das Beispiel einer Kuhzitze, die die gleichen auxetischen Eigenschaften hat. Wenn also das Kalb saugt, wird die Zitze unter Zug gesetzt. Da sich die Zitze dabei verbreitert, kann die Milch ungehindert flie\u00dfen.<\/p>\n

Oberste Forschungspr\u00e4misse: Das Material muss stark und hart sein<\/h4>\n

Viele Materialien aus der Natur wurden bereits adaptiert und in der Produktentwicklung eingesetzt. \u201eJedes Material geht aber auch irgendwann kaputt\u201c, sagt Bargmann, \u201eund wir besch\u00e4ftigen uns hier am Lehrstuhl grunds\u00e4tzlich mit sehr festen K\u00f6rpern. Wir sind an Materialien interessiert, die sehr lange halten, hohen Lasten standhalten und nachhaltig sind.\u201c Materialien sollen heute zudem auch m\u00f6glichst leicht sein, denn das entlaste auch finanziell die Transportwege der Produkte. Swantje Bargmann holt einen Verpackungsabfall eines schwedischen M\u00f6belherstellers hervor und sagt: \u201eWenn man sich fr\u00fcher bei diesem M\u00f6belhaus einen Schrank, eine Schublade oder sonst irgendetwas kaufte, hatte man Holzpaletten mit Styroporschutz f\u00fcr die Materialien, damit beim Transport nichts besch\u00e4digt wurde. Und seit einigen Jahren arbeiten die mit Papier. Das ist Recyclingmaterial, und man kann es auch kompostieren. Es ist leichter als Styropor, besteht aus einem nachwachsenden Rohstoff und ist damit umweltfreundlich.\u201c<\/p>\n

Au\u00dfer mit den Z\u00e4hnen der Napfschnecke besch\u00e4ftigen sich die Grundlagenforscher aber auch mit Z\u00e4hnen anderer Tiere. \u201eWir haben mit der Kuh angefangen, weil man Kuhz\u00e4hne relativ leicht bekommt. Der Kuhzahn besteht aus zwei verschiedenen Materialien, die man im synthetischen Werkstoff durch ganz andere ersetzen w\u00fcrde. Da geht es uns nicht darum, welches Material man konkret nimmt, sondern wir geben Tipps an Materialwissenschaftler, was f\u00fcr Eigenschaften dieses Material haben muss.\u201c<\/p>\n

Auch das Zahnmaterial eines australischen K\u00e4ngurus wurde bereits untersucht. Dazu die Wissenschaftlerin: \u201eEin Lehrlabor hatte einen Sch\u00e4del eines K\u00e4ngurus, der heruntergefallen war und nicht mehr f\u00fcr deren Zwecke genutzt werden konnte. Die wussten aber, dass ich daran Interesse habe und haben mir den Sch\u00e4del \u00fcberlassen.\u201c Viele Materialien haben per se Risse, so auch unsere Z\u00e4hne. Jedoch komme es selten vor, dass ein Zahn durchbreche.<\/p>\n

\"\"Eine Napfschnecke – \u00a9 BlueSnap \/ Pixabay<\/span><\/div>\n

Swantje Bargmann besch\u00e4ftigt sich auch mit der \u00e4u\u00dferen Schutzschicht von Muscheln, insbesondere Perlmutt, weil auch diese Schicht extrem hart ist. Sogar mit menschlichen Muskeln wurde simuliert, denn kleinste Mikrorisse im Muskelmaterial nehmen wir schmerzlich als Muskelkater wahr, der aber nach ein paar Tagen von selbst abklingt. Daher seien diese Materialien von gro\u00dfem Interesse f\u00fcr die Anwendung. \u201eWir versuchen also immer, die biologischen Strukturen zu verstehen, um dann die neuen Materialien vom Aufbau her zu designen.\u201c<\/p>\n

Produktentwicklung profitiert von Grundlagenforschung<\/h4>\n

Die aus den Simulationen generierten Erkenntnisse geben die Grundlagenforscher an die Materialwissenschaftler weiter. Dazu Swantje Bargmann: \u201eBei der Napfschnecke haben wir z. B. die Materialparameter ver\u00e4ndert und geschaut, was dadurch passiert. Kann ich also die Materialeigenschaften der Napfschneckenzahnart erhalten, wenn ich da variiere? Und die Antwort ist meist: ja! Variation ist erlaubt. Manchmal ist es sehr wenig, weil ich sonst Verluste habe und dann ist da die Frage, ob ich diese dann toleriere. Und diese Informationen geben wir dann an Materialwissenschaftler weiter und publizieren sie.\u201c Bargmanns Grundlagenforschung h\u00e4ngt sozusagen vorne in der Nahrungskette, denn die von ihr weitergegebenen Erkenntnisse f\u00fchren erst zur Herstellung des alternativen Materials. \u201eF\u00fcr ein Produkt brauche ich ein Material. Der n\u00e4chste Schritt ist dann die Herstellung des Materials durch den Materialwissenschaftler. Dann muss es noch designt und in den Einsatz gebracht werden. Daf\u00fcr haben wir dann den Produktentwickler.\u201c\u00a0<\/span><\/p>\n

In Sachen Napfschneckenz\u00e4hne tut sich auch bereits etwas. Die feinen Strukturen der Z\u00e4hne wurden 2022 in einem englischen Labor der Universit\u00e4t von Portsmouth k\u00fcnstlich nachgebildet. Nun arbeiten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler daran, diese k\u00fcnstlichen Napfschneckenz\u00e4hne zu optimieren, denn das Material eignet sich u.a. zur Herstellung von schusssicheren Westen, die augenblicklich noch aus Kevlar, einem im Herstellungsprozess toxischen Material bestehen, dass auch nicht recycelt werden kann.<\/p>\n

Prof. Dr. Swantje Bargmann betont abschlie\u00dfend, dass sie in ihrer Forschung nicht auf ein bestimmtes Material festgelegt ist und sagt: \u201eSolange die Materialien toll und kompliziert sind und irgendetwas besonders gut k\u00f6nnen, finde ich die spannend.\u201c<\/p>\n

Uwe Blass<\/strong><\/p>\n

\"\"Prof. Dr. Swantje Bargmann – \u00a9 Melanie Bremer<\/span><\/div>\n

\u00dcber Prof. Dr. Swantje Bargmann<\/h4>\n

Prof. Dr.-Ing Swantje Bargmann leitet das Fachgebiet Computergest\u00fctzte Modellierung in der Produktentwicklung in der Fakult\u00e4t f\u00fcr Maschinenbau und Sicherheitstechnik an der Bergischen Universit\u00e4t.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Was haben K\u00fche, K\u00e4ngurus und Napfschnecken gemein? Ihre Z\u00e4hne sind besonders hart und eignen sich in der Forschung hervorragend, um in Simulationen ad\u00e4quates synthetisches Material zu generieren. Swantje Bargmann ist Professorin an der Bergischen Universit\u00e4t und besch\u00e4ftigt sich in der Grundlagenforschung mit diesen biologischen st\u00e4rksten Materialien der Welt \u00a0im Fachgebiet f\u00fcr Computergest\u00fctze Modellierung in der Produktentwicklung. Autor Uwe Blass hat das spannende Thema in der beliebten, lehrreichen Uni-Reihe „Transfergeschichten“ aufgegriffen.<\/p>\n","protected":false},"author":7,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[27],"tags":[],"class_list":["post-93017","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-wissen"],"publishpress_future_action":{"enabled":false,"date":"2026-07-20 16:49:00","action":"change-status","newStatus":"draft","terms":[],"taxonomy":"category","extraData":[]},"publishpress_future_workflow_manual_trigger":{"enabledWorkflows":[]},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.die-stadtzeitung.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/93017","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.die-stadtzeitung.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.die-stadtzeitung.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.die-stadtzeitung.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/7"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.die-stadtzeitung.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=93017"}],"version-history":[{"count":8,"href":"https:\/\/www.die-stadtzeitung.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/93017\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":93030,"href":"https:\/\/www.die-stadtzeitung.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/93017\/revisions\/93030"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.die-stadtzeitung.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=93017"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.die-stadtzeitung.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=93017"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.die-stadtzeitung.de\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=93017"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}