Gips-Schüle-Forschungspreis 2025 für innovatives Verschattungssystem
Freiburg, 03.12.2025
Die Gips-Schüle-Stiftung hat Thomas Speck (Universität Freiburg) und Achim Menges (Universität Stuttgart) für das Verschattungssystem „Solar Gate“ ausgezeichnet. Es kann das Klima in Innenräumen ohne zusätzliche Energiezufuhr regulieren und ist von Kiefernzapfen inspiriert.
Kiefernzapfen schließen ihre Schuppen bei Feuchtigkeit, um ihre Samen zu schützen, und öffnen sie bei Trockenheit, damit die Samen sich über den Wind ausbreiten können. Der Biologe Prof. Dr. Thomas Speck von der Universität Freiburg und der Architekt Prof. Achim Menges von der Universität Stuttgart haben sich diesen Kiefernzapfenmechanismus zu eigen gemacht und daraus mit „Solar Gate“ ein innovatives Verschattungssystem entwickelt, das das Klima in Innenräumen ohne zusätzliche Energie reguliert. Dafür wurden die beiden nun von der Stuttgarter Gips-Schüle-Stiftung mit dem renommierten Gips-Schüle-Forschungspreis 2025 ausgezeichnet. Der Preis ist mit 50.000 Euro dotiert.
„Ich bin immer wieder fasziniert und begeistert, wie aus Beobachtungen der Natur überzeugende Lösungen für die Herausforderungen der Zukunft erforscht werden. Ich freue mich sehr, dass wir von der Gips-Schüle-Stiftung so herausragende Projekte in Baden-Württemberg mit unseren Preisen unterstützen können“, sagt Dr. Stefan Hofmann, Vorstand der Stuttgarter Gips-Schüle-Stiftung.
Bioinspiriertes Design zur Senkung der CO2-Emissionen von Gebäuden
„Angesichts der Tatsache, dass der Bausektor weltweit rund 37 Prozent aller CO2-Emissionen verursacht, ist Solar Gate ein wichtiger Beitrag zum Klimaschutz“, sagt Menges. Für das neuartige Verschattungssystem haben Menges und Speck sich einen Mechanismus von Kiefernzapfen abgeschaut. Das kontrollierte Öffnen und Schließen der Zapfen wird durch zwei Schichten möglich, die unterschiedlich auf Feuchtigkeit reagieren. „Dieses System ist extrem robust und resilient und funktioniert auch bei großen Störungen noch gut“, sagt Speck.
Um den Mechanismus auf das Verschattungssystem zu übertragen, wurden im 3D-Drucker Module hergestellt, die ebenfalls zwei benachbarte Gewebeschichten besitzen. Diese quellen unterschiedlich und können sich kontrolliert und schnell verformen. Als Elemente der Gebäudeverschattung reagieren die Module auf Luftfeuchtigkeit. Diese sorgt dafür, dass sich die Module selbstständig innerhalb kurzer Zeit komplett öffnen oder schließen. Solar Gate benötigt dafür keine zusätzliche Energie oder eine externe Steuerung. Damit könnte es die CO2-Emissionen von Gebäuden um bis zu 30 Prozent senken und damit einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz im Gebäudesektor liefern.
In die livMatS Biomimetic Shell des Freiburger FIT, einem bioinspirierten Forschungsbau, sind die adaptiven Verschattungselemente im oberen Bereich integriert. Foto: © ICD/IntCDC University of Stuttgart, Roland Halbe
Großversuch mit Industrie geplant
Nach ersten Tests im Labor wurden die Verschattungselemente realen Wetterbedingungen ausgesetzt und hierzu an der Biomimetic Shell, einem Forschungsgebäude am Freiburger Zentrum für Interaktive Werkstoffe und Bioinspirierte Technologien, getestet. Dabei zeigte sich, dass die Elemente zuverlässig und autonom auf die Luftfeuchtigkeit reagierten. Trotz wechselnden Wetters wies das System auch nach zwei Jahren keinerlei mechanischen Schäden auf. In einem nächsten Schritt soll Solar Gate mit Partnern aus der Industrie weiterentwickelt werden.
Solar Gate entstand in Zusammenarbeit zwischen der Universität Stuttgart (ICD, IKT, Exzellenzcluster IntCDC) und der Universität Freiburg (Plant Biomechanics Group@Botanischer Garten, IMTEK, Exzellenzcluster livMatS) und wurde gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen der Exzellenzstrategie des Bundes und der Länder.
v.l.n.r.: Achim Menges und Thomas Speck erhalten den Forschungspreis der Gips-Schüle-Stiftung. Mitte: Prof. Dr. Peter Frankenberg und Dr. Walter Schwenck, Aufsichtsräte der Stiftung, sowie Stiftungsvorstand Dr. Stefan Hofmann. Foto: Gips-Schüle-Stiftung
Gips-Schüle-Stiftung
Die Gips-Schüle-Stiftung fördert Wissenschaft für den Menschen und junge Forschung mit Visionen in Baden-Württemberg. Ihr Fokus liegt auf den MINT-Fächern (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft und Technik) sowie auf interdisziplinären Projekten. Die Stuttgarter Stiftung arbeitet eng mit den Hochschulen und Forschungseinrichtungen in Baden-Württemberg zusammen und ermöglicht die Durchführung zukunftsweisender Forschungsprojekte. Sie finanziert Stiftungsprofessuren, vergibt Stipendien, unterstützt Studienbotschafter zur Anwerbung von Abiturient*innen für MINT-Fächer, Projekte zur Lehreraus- und -fortbildung und fördert fachübergreifende politische Bildung.