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Category Archives: Oberflächen & Grenzflächen

Nano Permant Schutz

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Abriebbeständige, Nanostrukturen enthaltende Ausrüstungssysteme nach dem Vorbild beständiger Oberflächen in der Natur

Kontakt / Contact

Dr.-Ing. Thomas Stegmaier
Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung

E: thomas.stegmaier@itv-denkendorf.de

Projektmitglieder / Project Members

  • Dr. Volkmar von Arnim, Dipl.-Ing. Andreas Scherrieble, Dr. Thomas Stegmaier (Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung DITF, Denkendorf)
  • Rudi Breier (Textilchemie Dr. Petry GmbH, Reutlingen)
  • Karsten Biniok (Ploucquet, Unterföhring)

Fördermittelgeber / Sponsor

Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

 

Permanente Anhaftungssysteme

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Permanente Anhaftsysteme von Pflanzen als Vorbild für bionische Werkstoffverbunde

Die Untersuchung pflanzlicher Anhaftstrukturen (z.B. Efeu und Wilder Wein) stellt den Kern dieses Projekts dar. Bisher existieren keine systematischen Untersuchungen zur Biomechanik, Anatomie und Biochemie der pflanzlichen Anhaftorgane bei Anhaftung auf unterschiedlichen Substraten. Die Topologie der Grenzfläche sowie die Kombination aus Substanzen, die als Kleber oder Agens zur Oberflächenveränderung und zeitabhängigen Gestaltung der Grenzfläche zwischen Pflanze und Substrat beitragen, sollen mit modernen mikroskopischen, materialwissenschaftlichen und biochemischen Methoden analysiert werden. Darauf aufbauend sollen neue, bionische Prinzipien zur Grenzflächengestaltung technischer Werkstoffverbunde formuliert werden, um z. B. organische und anorganische Materialien bzw. Materialien mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften fest und zuverlässig verbinden zu können. Diese neuen Prinzipien sollen auch dazu beitragen, neue Einsatzbereiche für nachhaltige Materialien in bionischen Materialverbunden zu eröffnen.

Pressemappe / Press Kit (PDF) 

Kontakt / Contact

Prof. Dr. Oliver Kraft
Karlsruher Institut für Technologie

E: oliver.kraft@kit.edu

 

Prof. Dr. Thomas Speck
Universität Freiburg

E: thomas.speck@biologie.uni-freiburg.de

Projektmitglieder / Project Members

  • Dr. Ruth Schwaiger, Prof. Dr. Oliver Kraft (KIT – Karlsruher Institut für Technologie)
  • Prof. Dr. Thomas Speck (Universität Freiburg)

Fördermittelgeber / Sponsor

Landesstiftung Baden-Württemberg „Neue Materialien aus der Bionik“

 

Antihaftfolien

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Mechanismen zur Haftverminderung bei Pflanzen als Vorbild für Antihaftfolien

Die Tarsen (Beinglieder) und die pflanzliche Cuticula sind die primären Kontaktstellen zwischen Insekten und Pflanzen. Mit Hilfe unterschiedlicher Mikroskopietechniken und verschiedener mechanischer Messmethoden werden folgende Fragestellungen untersucht:
a) Warum haften Insekten an bestimmten Pflanzen nicht?
b) Welche Rolle spielen Wachskristalle als antiadhäsive Strukturen pflanzlicher Oberflächen?
c) Welche Bedeutung haben ihre Struktur und physiko-chemischen Parameter, welche ihre Rauheit und Oberflächenenergie?
d) Wie sind die Auswirkungen auf unterschiedliche Anhaftungssysteme der Insekten?
Die Ergebnisse sind für das Verständnis der ökologisch wichtigen Interaktion von Insekten und Pflanzen, aber auch für biomimetische, mikromechanische Maschinen mit adhäsiven bzw. antiadhäsiven Teilen von großer Bedeutung.

Kontakt / Contact 

Prof. Dr. Thomas Speck
Universität Freiburg

E: thomas.speck@biologie.uni-freiburg.de

Projektmitglieder / Project Members

  • Prof. Dr. Thomas Speck (Universität Freiburg)
  • Prof. Dr. Stanislav N. Gorb (Universität Kiel)

Kooperationspartner / Cooperation Partner

  • Prof. Dr. Christoph Neinhuis (TU Dresden)

Fördermittelgeber / Sponsor

Landesstiftung Baden-Württemberg: „Neue Materialien aus der Bionik“

 

Innovative Filtermaterialien

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Pflanzliche Strukturen zur Flüssigkeitsaufnahme aus der Luft: Biomimetisches Potential für innovative Filtermaterialien

Dieses Projekt befasst sich mit der technische Umsetzung der verschiedenen Interaktionen von Bromeliaceen (Ananasgewächse) mit Wasser und Luftfeuchtigkeit.

(siehe auch Selbstregulierende Ventile)

Kontakt / Contact

PD Dr. Anita Roth-Nebelsick
Staatliches Museum für Naturkunde Stuttgart

E: rothnebelsick.smns@naturkundemuseum-bw.de

Projektmitglieder / Project Members

  • PD Dr. Anita Roth-Nebelsick, (Institut für Geowissenschaften der Universität Tübingen / Naturkundemuseum Stuttgart)
  • Dr. Thomas Stegmaier, Dr. Jamal Sarsour, Michael Linke (Deutsche Institute für Textil- und Fasertechnik DITF, Denkendorf)

Fördermittelgeber / Sponsor

Landesstiftung Baden-Württemberg „Neue Materialien aus der Bionik“

 

Trinkwassergewinnung

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Innovative, textile Werkstoffe zur Trinkwassergewinnung aus Nebel

Ziel dieses Projektes ist die Identifizierung von effizienten nebelabscheidenden biologischen Oberflächen und ihre Umsetzung in die Technik.

Pressemappe / Press Kit (PDF)

 

Kontakt / Contact

Dr.-Ing. Thomas Stegmaier
Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung, Denkendorf

E: thomas.stegmaier@ditf.de

Projektmitglieder / Project Members

  • Dr. Thomas Stegmaier, Dr. Jamal Sarsour, Michael Linke (Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung DITF, Denkendorf)

  • PD Dr. Anita Roth-Nebelsick (Institut für Geowissenschaften der Universität Tübingen / Naturkundemuseum Stuttgart)

  • Christoph Larsen (Mattes & Amman AG)

  • Jannis Stefanakis (Solarenergie Stefanakis)

Fördermittelgeber / Sponsor

Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

 

Air-Water Interfaces

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Analysis of drag-reducing air-water interfaces: Identifying technical surfaces which are able to hold persistent air layers according to immersed biological objects

Dieses Projekt beschäftigt sich mit der Analyse von biologischen Oberflächen, die zur Haltung von Luftschichten unter Wasser in der Lage sind und der Übertragung dieser Prinzipien in die Technik.

Pressemappe / Press Kit (PDF)

Kontakt / Contact

PD Dr. Anita Roth-Nebelsick
Staatliches Museum für Naturkunde Stuttgart

E: rothnebelsick.smns@naturkundemuseum-bw.de

Projektmitglieder / Project Members

  • PD Dr. Anita Roth-Nebelsick (Institut für Geowissenschaften der Universität Tübingen  / Naturkundemuseum Stuttgart)
  • Prof. Wilhelm Barthlott (Nees-Institut Bonn)

Fördermittelgeber / Sponsor

Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

 

Adaptive Haftsysteme

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Haftungsmechanismen der Blätter von Spreizklimmern als Ideengeber für innovative Haftsysteme mit regulierbaren Haftungseigenschaften

Das Forschungsprojekt untersucht, wie das auf Häkchenstrukturen basierende Haftungsprinzip der Blätter des Klett-Labkrauts in technische Konzepte zur Entwicklung neuartiger, adaptiver Haftsysteme übertragen werden kann.

Pressemappe /  Press Kit (PDF)  

Kontakt / Contact 

Dr. Friederike Gallenmüller
Universität Freiburg

E: fgallenmueller@biologie.uni-freiburg.de

Projektmitglieder / Project Members

  • Dr. Friederike Gallenmüller, Prof. Dr. Thomas Speck (Plant Biomechanics Group, Universität Freiburg)
  • Dr.-Ing. Thomas Stegmaier (Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung DITF, Denkendorf)

Fördermittelgeber / Sponsor

Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)  „Bionik – Innovationen aus der Natur“ 2006

 

Bionische Haftsysteme

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Hochbelastbare bionische Haftsysteme nach dem Vorbild von Pflanzen: Molekulare Bionik als Grundlage für die Entwicklung form- und stoffschlüssiger, intelligenter Klebeverbindungen nach dem Vorbild der Natur

Kletterpflanzen wie der Wilde Wein besitzen Haftorgane, die eine extrem starke Haftung mit dem Untergrund gewährleisten. Die Ursache hierfür liegt in der (Mikro-) Struktur der Haftorgane und in der Biochemie der Haftsekrete. Basierend auf Untersuchungen des chemischen Aufbaus der Haftsekrete sowie zur (Mikro-)Mechanik und Funktionsmorphologie der Haftorgane ausgewählter Pflanzen soll im Rahmen dieses molekular-bionischen Forschungsprojekts die Umsetzung in biologisch inspirierte polymere Materialien bzw. Strukturen mit permanenter, hochfester Haftfunktion erfolgen. Weitere Ziele sind die Integration zusätzlicher, für eine technische Nutzung interessanter Funktionen auf molekularer Ebene. Im Rahmen der reversen Bionik sollen Erkenntnisse und Methoden aus der technisch-bionischen Umsetzung für ein noch weitergehendes und vertieftes Verständnis der biologischen Vorbildstrukturen genutzt werden.

Pressemappe (PDF)

Kontakt / Contact

Prof.Dr. Thomas Speck
Universität Freiburg

E: thomas.speck@biologie.uni-freiburg.de

Projektmitglieder / Project Members

  • Prof. Dr. Thomas Speck (Projektleitung, Plant Biomechanics Group, Universität Freiburg)
  • Prof. Rolf Mülhaupt (Freiburger Materialforschungszentrum FMF, Universität Freiburg)
  • Prof. Dr. Günter Reiter (Makromolekulare Physik, Universität Freiburg)
  • Prof. Dr. Oliver Kraft, Dr. Ruth Schwaiger (Institut für Materialforschung II, KIT – Karlsruher Institut für Technologie)
  • Prof. Dr. Klaus Albert (Institut für organische Chemie, Universität Tübingen)

Fördermittelgeber / Sponsor

MWK Baden-Württemberg – Ausschreibung „Molekulare Bionik“

 

Adhäsionssysteme

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Komplexe Haftsekrete wirbelloser Organismen als Vorbild für biomimetisch inspirierte Adhäsionssysteme

In vielen biologischen Haftsystemen spielen chemische Haftsekrete eine zentrale Rolle. In einer interdisziplinären Kooperation wollen Zoologen, Paläontologen und Chemiker zu einer chemischen und mikromechanischen Charakterisierung von Adhäsionssekreten gelangen, die von Meerestieren zur permanenten Festhaftung beziehungsweise von Insekten zur reversiblen Adhäsion beim Laufen eingesetzt werden. Da es sich bei biologischen Haftsekreten um komplexe Vielstoffmischungen handelt, soll besonderes Augenmerk darauf gelegt werden, welche bionischen Lerneffekte sich aus solchen Heterogenitäten ergeben. Auf der Basis der gewonnenen Grundlagen-Erkenntnisse soll in Kooperation mit industrienahen Forschungseinrichtungen und mittelständischen Unternehmen die Machbarkeit einer technischen Umsetzung der gefundenen Prinzipien evaluiert werden.

Pressemappe  (PDF)  

Kontakt / Contact

Prof. Dr. Oliver Betz
Universität Tübingen

E: oliver.betz@uni-tuebingen.de

Projektmitglieder / Project Members

  • Prof. Dr. Oliver Betz (Projektleitung, Abteilung für Evolutionsbiologie der Invertebraten, Institut für Evolution und Ökologie, Universität Tübingen)
  • Prof. Dr. James Nebelsick (Abteilung für Invertebratenpaläontologie und Paläoklimatologie, Institut für Geowissen-schaften, Universität Tübingen)
  • Prof. Dr. Klaus Albert (Institut für organische Chemie, Universität Tübingen)
  • PD Dr. Andreas Hartwig (Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung, Klebtechnik und Oberflächen)

Fördermittelgeber / Sponsor

MWK Baden-Württemberg – Ausschreibung „Molekulare Bionik“