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Die Installation "Plant Properties" zeigt auf, wie eine Umgebungsbeleuchtung mit lebenden Pflanzen aussehen könnte.

Mehr als nur ein Leuchten

Pflanzen, die Licht spenden und so für weniger Energieverbrauch sorgen: Die Professoren Sheila Kennedy und Michael Strano erforschen die Nutzung von nanobionischen Lebewesen, die unsere städtischen Strukturen nachhaltig verändern könnte.
von Anna Moldenhauer | 14.05.2019

Das Projekt "Plant Properties" zeigt Lebensweisen mit einer nanobionischen, pflanzlichen Infrastruktur auf. Es verbindet wissenschaftliche Erkenntnisse mit Design und Stadtplanung. Der aktuelle Forschungsstand ist seit kurzem in der Installation "Plant Properties, a Future Urban Development" im Cooper Hewitt Museum in New York City und im Cube Design Museum in den Niederlanden zu sehen. Sheila Kennedy von Kennedy & Violich Architecture hat zusammen mit ihrem KVA-Team und ihrem Kollegen Michael Strano am Massachusetts Institute of Technology (MIT) die Installation von Plant Properties kreiert. Wie sich die Architektur der Zukunft ändern könnte, um das Wachstum lebender nanobionischer Pflanzen zu unterstützen, erklärt sie uns im Interview.

Anna Moldenhauer: Was ist das Ziel Ihres experimentellen Projekts?

Sheila Kennedy: Die Installation "Plant Properties" ist Teil einer laufenden Zusammenarbeit mit Strano Lab am MIT und dem KVA Matx Designteam. Unser Projekt ist besonders, weil es von einem interdisziplinären Team von Chemieingenieuren, Biologen, Designern und Architekten entwickelt wurde, die gemeinsam die nötige Infrastruktur für nanobionischen Pflanzen erforschen. Ziel ist es, eine Umgebungsbeleuchtung mit lebenden Pflanzen zu erzeugen. Diese sind in keiner Weise gentechnisch verändert. Die nanobionischen Techniken können auf jede bestehende Pflanze, jeden Strauch oder Baum übertragen werden. Pflanzen sind eine lebendige Technologie. Sie erzeugen und speichern ihren eigenen Brennstoff aus Sonnenlicht, sie greifen auf das Wasser aus verschiedenen Umgebungen zu. Sie können sich selbst reparieren und schwere Wetterereignisse bestehen – und das alles autonom. Nanobionische Pflanzen wären in der Lage eine Umgebungsbeleuchtung bereitstellen, die Kohlendioxidemissionen absorbiert, ohne Batterien oder Strom zu benötigen. Die meisten Menschen sehen Pflanzen nur als Dekor oder zur Nutzung im landwirtschaftlichen Anbau. Wir möchten erreichen, dass die Öffentlichkeit versteht, welche ökologische Dienstleistungen Pflanzen leisten könnten.

Wie funktioniert der Prozess im Detail?

Sheila Kennedy: Mein MIT-Kollege Michael Strano hat eine neue Reihe von Techniken und eine Operationstheorie entwickelt, die als "Plant Nanobionics" bezeichnet wird. Diese Strategie nutzt Nanopartikel, um lebende Pflanzen mit neuer Funktionalität zu entwickeln. Nanopartikel der Glühwürmchen-Luciferase werden in die biologische Lebensstruktur der Pflanze integriert. Auf diese Weise kann die Pflanze einen Teil ihrer Energie nutzen, um eine sichtbare Beleuchtung zu erzeugen. Unsere Arbeit fügt Nanophosphoren hinzu, die das Licht länger absorbieren und wieder abgeben können, wodurch die Dauer der Lichtemission verlängert wird. Die Photosynthese der Pflanzen wird dadurch nicht beeinträchtigt. Da die Organismen nicht gentechnisch verändert werden, können sich die nanobionischen Pflanzen allerdings nicht vermehren. Stirbt eine nanobionische Pflanze, produziert sie kein Licht mehr. Wir glauben, dass die Pflanzen-Nanobionik zu intensiveren Pflegebeziehungen mit der vegetativen Welt und erneuerten Formen von Partnerschaften zwischen Pflanzen und Menschen führen wird.

In der Vision von Kennedy und Strano gedeihen in Gebäuden mittels Lichtschächten innere Gärten. Die Pflanzenpflege wird indes zur kollektiven Tätigkeit und liegt in der Verantwortung der Bürger.

Die neue Form der Lichtproduktion könnte also zu einem bewussteren Umgang mit Ressourcen führen?

Sheila Kennedy: Ja, definitiv. Aus evolutionären Gründen haben Pflanzen "überschüssige Energiereserven" entwickelt - Wege, um mehr chemische Energie zu erzeugen und zu speichern, als sie tatsächlich benötigen. Der Prozess nutzt einen Teil der überschüssigen Energie der Pflanze und wandelt diese in sichtbares Licht um. Die nanobionischen Pflanzen sollten nicht einfach als "Ersatz" für elektrisches Licht betrachtet werden. Sie brauchen keine Kabel, keine Fabriken, sie sequestrieren CO2-Emissionen. Mit einer pflanzlichen Infrastruktur würde sich der ökologische Fußabdruck sowie die negativen Auswirkungen der künstlichen Beleuchtung auf den Menschen verändern. Zentralisierte Energiesysteme wie Atomkraft oder fossile Brennstoffe sind unglaublich schädlich und verschwenderisch, aber sie waren so lange ein Teil unseres "modernen Lebens", dass sie größtenteils unbestritten sind. Selbst Architekten verstehen vielleicht nicht, dass ein typisches Leuchtstofflicht an einem Büroarbeitsplatz viel "toxischer" ist als eine nanobionische Pflanze. Wir brauchen mutige Visionen und Maßnahmen an vielen Fronten, um die CO2-Emissionen anzugehen. Dieses Projekt ist ein Versuch, Wissenschaft und Design zusammenzubringen, um zu erforschen, was eine solche Pflanzeninfrastruktur für Architektur und Gesellschaft bedeuten könnte.

Wie würde die Beleuchtung im Alltag aussehen?

Sheila Kennedy: Die Beleuchtung muss sich mit den Pflanzen verändern und entwickeln, so wie es auch eine kulturelle Evolution von Kerzen zu Gas oder von Gas zu Elektrizität gegeben hat. Pflanzengemeinschaften kommunizieren über chemische Signale. Diese wollen wir nutzen, so dass eine Pflanze ihr Licht je nach Lichtempfindlichkeit ein- oder ausschalten kann.

Wie stark ist die Leuchtkraft der Pflanzen aktuell?

Sheila Kennedy: Aktuell ist das Pflanzenlicht hell genug, um etwa Zahlen zu lesen. Unser Ziel ist es, ausreichend Licht zu produzieren, um ein Buch lesen zu können. Die Beleuchtung hält im Moment circa eine Stunde, in Zukunft soll eine Dauer von Tagen und Wochen möglich sein. Zurzeit werden die Nanopartikel noch von Hand in die Pflanzenblätter integriert. Dafür wird es sicher bald auch einfachere Anwendungen geben.

Außenansicht der Plant Properties Installation
Detail des Lichtschachts der Installation, über den das Sonnenlicht mittels Reflektion zu den Pflanzen geleitet wird.

Welchen Einfluss würden nanobionische Pflanzen auf unsere städtische Umgebung haben? 

Sheila Kennedy: In den letzten zwei Jahrzehnten wurde die Integration von Pflanzen in die Architektur von der Idee geleitet, dass Pflanzen den Geometrien und Bedingungen der Architektur entsprechen. Nanobionische Pflanzen sind "ungehorsam" gegenüber diesen Geometrien. Damit die Menschen von ihrem Licht profitieren können, brauchen sie reichlich Boden und Sonnenlicht. Wir schlagen eine Architektur vor, die es Pflanzen ermöglicht, nur mit natürlichen Kräften zu gedeihen – Sonnenlicht, Schwerkraft, recyceltes Wasser, Böden und natürliche Belüftungs- und Zugangsmöglichkeiten für Bestäuber. Bestehende städtische Strukturen sollten modifiziert und angepasst werden können, um wild wachsende Pflanzen zu unterstützen. Die Herstellung von Pflanzen – ob nanobionische Pflanzen oder nicht – bedeutet, neue Wege zu finden, um Wasserrecycling, Kompostierung, natürliche Belüftung und Sonnenlicht tief in die Stadtgebäude zu bringen. Ein Traum und ein zukünftiges Ziel wäre es, ein Wohngebäude zu realisieren, das die Integration dieser natürlichen Systeme zur Unterstützung lebender Pflanzen und Gärten in der Architektur demonstriert.

"Plant Properties, a Future Urban Development"
ist Teil der Ausstellung "Nature - cooper hewitt design triennial".

Bis 20. Januar 2020


Cooper Hewitt, Smithsonian Design Museum
2 East 91st St
New York, NY, 10128, USA

Öffnungszeiten:
Wochentags und Sonntags 10 bis 18 Uhr
Samstag 10 bis 21 Uhr


Cube Design Museum
Museumplein 2
6461 MA Kerkrade, Niederlande

Öffnungszeiten:
Dienstags bis Sonntags 10 bis 17 Uhr