FTD-Serie: 101 Köpfe der deutschen Forschung

Wer steckt hinter wegweisenden Entwicklungen und Techniken der Zukunft? Wer bringt den Forschungsstandort Deutschland maßgeblich voran? Wir stellen die führenden Akteure in Wissenschaft und Forschung vor.

Claus Mattheck: Der Baumdiagnostiker

Claus Mattheck gilt als Vorreiter der Bionik. Der Biomechaniker lässt sich von der Natur für technische Bauteile inspirieren. von Martin Schäfer

Die Rotbuche hat es ihm angetan. Nur fünf Autominuten von Claus Matthecks Büro im Forschungszentrum Karlsruhe ist sie entfernt. Seit zwanzig Jahren sucht er sie immer wieder auf. Auch heute. Mit seiner runden Sonnenbrille auf der Nase und den kniehohen Schaftstiefeln stapft er in Riesenschritten durch den Schnee. "Lange wird es die Alte nicht mehr machen", plaudert er in familiärem Ton über die Buche. Knapp über dem Boden hat sich der Baum in drei Stämme geteilt. Mattheck zeigt auf eine verdickte Rinne in der Borke. "Dort gab es höhere Spannungen - und hier, diese Pinocchio-Nase, da hat der Baum durch den Zuwachs an Holz die Belastung ausgeglichen." Mattheck steht vor dem Baum. Er gestikuliert - nicht wild, aber bestimmt und mit viel Enthusiasmus.

So erklärt Mattheck die Biomechanik, die er der Natur abgeschaut hat. Zum hundertsten Mal, und ihm ist keinerlei erlahmendes Interesse anzumerken. Eine Art, die seine Studenten lieben und Kollegen schätzen. "Er setzt sich ein Ziel, geht darauf los und lässt sich von nichts abhalten", sagt Maschinenbauingenieur Roland Kappel über seinen Chef.

Durchbruch "Soft Kill Option"

Vor fast 25 Jahren fing Mattheck in Karlsruhe an, Ermüdungsrisse in Schweißnähten kerntechnischer Anlagen zu untersuchen. Der Untersuchung des "Versagens von Bauteilen" - so der Ingenieursjargon - ist er treu geblieben, wenngleich sich der 57-Jährige heute eher der Körpersprache der Pilze oder der Statik des Bananenblattes widmet. Was das mit Forschung zu tun hat? Schwammpilze am Baum sind eindeutige Indikatoren für Baumschädigung und mögliche Instabilität. Aus dem Aufbau von Bananenblättern, Bambusrohren und Vogelfedern will Mattheck lernen, welche Methoden Konstruktionsmutter Natur für stabile Bauweisen anwendet. Vielleicht gelingt ihm damit ein weiterer Coup. Schon vor rund einem Jahrzehnt konnte Claus Mattheck die Übertragung des Spannungsausgleichs von Bäumen in ein Computerprogramm umsetzen. Dieses CAO-Tool (Computer Aided Optimization) ist längst Standard in Modellierungsprogrammen von Maschinenbauern.

Auch die "Soft Kill Option" war ein Durchbruch. Das hört sich martialisch an, bedeutet aber doch nur "sachte Wegnahme": In der Computersimulation wird nicht-tragendes Material innerhalb von Bauteilen weggenommen. Vorbild in der Natur ist der Knochen; Anwendung in der Technik beispielsweise der Leichtbau bei Autos.

Unsteter Geist

Trotz all dieser Erfolge ist Mattheck ein unsteter Geist, ein Querdenker geblieben. Wie damals im "Ostblock", wie der gebürtige Dresdner sagen würde. Als 26-Jähriger wagte er die Flucht vor dem totalitären Regime über die Ostsee, wurde geschnappt und kam zwei Jahre in Haft. Während dieser Zeit begann er zu zeichnen und schaffte damit die Grundlage für seine Cartoons, die heute zu einem seiner Markenzeichen geworden sind. Nach klassischen Lehrbüchern zeichnet er Bildbände vom Igel Stupsi, der den Laien in die Welt der Baumschäden einführt, und dem Bären Pauli, der Konstruktionsfehler erklärt. "Mattheck ist beseelt von seinen Ideen", erzählt Jan-Peter Lay von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt. Gerade für die Umweltbildung habe er viel geleistet, sowohl was die Schadensbegutachtung von Bäumen betreffe also auch bei einer nachhaltigen Produktentwicklung. "Da hat Mattheck viel Nachdenken und Phantasie hineingesteckt."

Persönliche Fragen

Welches war Ihr erstes Experiment? Ein Schnitt in einen Baum, um zu sehen, wie die Kerbe heilt.

Ihr schlechtestes Schulfach? Musik. Aber ich singe gerne allein im Wald.

Mit welcher Technik stehen Sie auf Kriegsfuß? Mit keiner. Nur zweifle ich manchmal die Ergebnisse von Computermodellen an.