Branched composites

Biomimetically optimised branched composite fibrous structures as technical components with a high load-bearing capacity

Ziel ist die Entwicklung verzweigter, strukturoptimierter Faserverbundbauteile nach dem Vorbild hierarchisch aufgebauter, pflanzlicher Verzweigungsstrukturen für den Einsatz als technische Bauteile mit hoch belasteten Knotenpunkten, wie sie z. B. Antriebs- und Strukturbauteile darstellen. Hier eignet sich der Einsatz von innovativen hierarchisch aufgebauten Faserverbundbauteilen als Leichtbaukonstruktionen mit bionisch optimierter Faserverteilung, -verlauf und -einbettung. Biologische Vorbilder sind Verzweigungen ausgewählter Pflanzenarten mit ausgeprägter Faser-Matrix-Struktur, die im Laufe der biologischen Evolution auf verschiedenste Arten statischer und dynamischer Beanspruchung optimiert wurden, wie baumförmige Monokotyledonen (z.B. Dracaena- und Freycinetia-Arten) sowie verzweigte Säulenkakteen. Nach Analyse der hierarchisch aufgebauten Verzweigungsstellen (Verzweigungsanatomie auf verschiedenen hierarchischen Ebenen, Faserverlauf, Feinstruktur der Fasern) und der mechanischen Bedeutung der spezifischen Faseranordnungen, werden bestehende Fertigungsmethoden modifiziert, z.B. spezielle Flechttechniken für verzweigte Hohlstrukturen entwickelt, um innovative Faserverbundstrukturen nach biologischen Vorbild herzustellen.

Pressemappe / Press Kit (PDF)

Kontakt / Contact

Dr. Tom Masselter
Universität Freiburg

E: tom.masselter@biologie.uni-freiburg.de

Projektmitglieder / Project Members

• Prof. Dr. Thomas Speck (Projektleitung), Dr. Tom Masselter, Dr. Olga Speck (Plant Biomechanics Group, Universität Freiburg)
• Prof. Dr.-Ing. habil. Werner Hufenbach Prof. Dr.-Ing. habil. Maik Gude (Institut für Leichtbau und Polymertechnik (ILK), Technische Universität Dresden)
• Prof. Dr. Christoph Neinhuis (Botanisches Institut und Botanischer Garten, Technische Universität Dresden)
• Dr. Markus Milwich (Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung DITF, Denkendorf)

Fördermittelgeber / Sponsor

Deutsche Forschungsgemeinschaft – SPP 1420 „Biomimetic Materials Research: Functionality by Hierarchical Structuring of Materials”