Vergängliche Flieger für die Natur
Empa-Forscher haben einen Bio-Gleiter entwickelt, mit dem sich auf eine nie da gewesene Art und Weise Umweltdaten sammeln lassen. Inspiriert hat sie die Natur.
Kartoffelstärke, Holzabfälle und eine tropische Liane als Vorbild: Das ist nicht etwa das Rezept für ein Bastelprojekt, sondern für einen Hightech-Flugsensor, den Forschende an der Empa in Dübendorf entwickelt haben. Der rund 14 Zentimeter grosse Bio-Gleiter soll der Natur den Puls fühlen – und nach getaner Arbeit zu Staub zerfallen.
Kleine, schnelle und biologisch abbaubare Datensammler sind ein wichtiges Werkzeug für Umweltforschende. Statt Menschen mit Messgeräten in die Wälder zu schicken und die Natur so noch weiter zu belasten, lassen sich damit wichtige Umweltdaten schnell und unkompliziert in Echtzeit erheben.
Nach einigen Tagen zersetzt
Die Bio-Gleiter sollen von einer Drohne über dem Wald freigesetzt werden. Auf dem Boden angekommen, führen sie ihre Messungen durch und zeigen das Ergebnis etwa durch Farbveränderungen an, die wiederum von einer überfliegenden Drohne ausgelesen werden. Nach einigen Tagen zersetzen die natürlichen Bodenbakterien alle Bestandteile des Gleiters und lassen ihn so spurlos verschwinden.
Entsprechend wichtig war es den Forschenden rund um Fabian Wiesemüller, ihren Gleiter aus vollständig biologisch abbaubaren Materialien herzustellen. Die geschwungenen Flügel des Gleiters bestehen aus Kartoffelstärke. Der Sensor, der den pH-Wert des Bodens misst, macht sich einen natürlichen Farbstoff aus Flechten zunutze. Bei sauren Böden schlägt die Farbe des Sensors von Violett zu Rot um, wie ein klassischer Lackmustest. In Zukunft wollen die Forschenden noch weitere Sensortypen entwickeln, um den Zustand von Bäumen, Gewässern und Böden zu ermitteln.
Java-Gurke als Vorbild
Damit der Sensor zuverlässig funktioniert, haben ihm die Forschenden ausserdem eine «Schutzkappe» verliehen. Ein transparenter Film aus Gelatine und Cellulose bedeckt den Sensor bei Trockenheit. Sobald die Luftfeuchtigkeit ansteigt, öffnet sich der Film wie eine Blüte – und das Datensammeln kann beginnen.
Aus der Natur stammen nicht nur die «Zutaten» für den Gleiter, sondern auch seine Form. Die elegant geschwungenen Flügel verdankt der Flugsensor nämlich der Java-Gurke. Diese tropische Kletterpflanze kann ihre grossen geflügelten Samen meterweit durch die Luft segeln lassen. Nach ihrem Vorbild können sich auch die ultraleichten Bio-Gleiter besonders weiträumig im Wald verteilen.