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BIOKON - Das Bionik-Kompetenznetz

Best Practices

 

 

I think the biggest innovations of the 21st century will be at the intersection of biology and technology. A new era is beginning.

Steve Jobs, Apple Gründer

 

 

Die Innovationskraft der Bionik entspringt aus dem nahezu grenzenlosen Pool an biologischen Vorbildern für spezifische Antworten auf technische Fragestellungen. In beeindruckender Vielfalt schafft die Natur Inspirationen für technische Entwicklungen, die Marktrelevanz in den unterschiedlichsten Branchen haben.

 

Hier haben wir Erfolgsbeispiele der Bionik zusammengestellt, die wir nach dem Schema (1) Bionik-Innovation, (2) Technische Anwendung, (3) Bionisches Funktionsprinzip und (4) Vorbild aus der Natur aufbereitet haben - unterstützt von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt im Rahmen der Förderung unseres Bionik-Unternehmensforums.

Willkommen bei den Innovationen an der Schnittstelle von Biologie und Technik.

 

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gewickelte-spinnenseide-auf-einem-rahmen-aus-zahnarztdraht

Best Practices // 06. Februar 2014

Spinnenseide: Stärker als Stahl und elastischer als Nylon

 

Bionik-Innovation

Spinnenseide weist eine einmalige Kombination aus extremer Festigkeit und hoher Dehnbarkeit auf. Jetzt ist es Forschern der Technischen Universität München (TUM) und ihre Ausgründung AMSilk gelungen, das Naturprodukt synthetisch herzustellen und unter dem Namen Biosteel® marktreif zu produzieren. Dadurch ergeben sich bahnbrechende Möglichkeiten für verschiedenste Bereiche der Industrie: Das neue Produkt ist 25 mal belastbarer als ein vergleichbarer Stahldraht und schlägt Nylon bei der Dehnbarkeit um Längen.

 

Technische Anwendung ...

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Haihaut-in-Dosen

Best Practices // 04. Februar 2014

Antifouling: Künstliche Haihaut soll Millionen Tonnen Treibstoff sparen helfen

 

Bionik-Innovation

Algen, Seepocken und Muscheln gehören zu den größten Problemen der Seeschifffahrt. Sie bewachsen Schiffsrümpfe − dieses Phänomen wird Fouling genannt − und sorgen somit über einen höheren Strömungswiderstand für eine rasante Erhöhung des Treibstoffverbrauchs. Ausgerechnet der Hai – einer der gefährlichsten Räuber der Erde – hilft als Vorbild nun bei der Rettung der Natur. Ein von Bionikern entwickelter giftfreier Antifouling-Anstrich nach dem Vorbild der Haihaut kann Millionen Tonnen Treibstoff sparen helfen. Damit würd...

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Evolutionsstrategie

Best Practices // 02. Februar 2014

Evolutionsstrategie: Nach dem Vorbild der Natur optimiert

 

Bionik-Innovation

Schon vor etwa 50 Jahren entwickelten die Professoren Ingo Rechenberg und Hans Paul Schwefel ein technisches Optimierungsverfahren nach dem Vorbild der biologischen Evolution. Die sogenannte Evolutionsstrategie überträgt die Grundmechanismen der biologischen Evolution auf technische Prozesse. Ziel ist das optimale Produkt. Dabei werden Lösungsvorschläge für ein Optimierungsproblem so lange auf der Basis von Zufallsprozessen analog der biologischen Mutation verändert und kombiniert, bis durch Selektion die optimale Lösung gefunden wi...

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Lotus-aufMetall

Best Practices // 31. Januar 2014

Lotus-Effekt lässt Metallprodukte länger leben

 

Bionik-Innovation

Hier haften nicht einmal Honig oder Schneckenschleim: Antiadhäsive Beschichtungen mit dem einst von Professor Wilhelm Barthlott für die Technik nutzbar gemachten Lotus-Effekt erhöhen die Lebensdauer von Metalloberflächen. Durch die Entschlüsselung der Nano- und Mikrostruktur pflanzlicher und tierischer Vorbilder eröffnen sich ganz neue Möglichkeiten für die Industrie. Die innovativen Produkte weisen minimierte Kontaktflächen zu anderen Materialien auf und sind zudem mit wasserabweisenden Stoffen wie Fluorpolymeren oder Silikon best...

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Kipphebel

Best Practices // 29. Januar 2014

Effizient und ressourcenschonend: die bionische Bauteiloptimierung

 

Bionik-Innovation

Ob Wabenstrukturen oder Verbundmaterialien – in der Natur ist der Leichtbau weit verbreitet. Über Jahrmillionen sind Tiere und Menschen durch die Evolution nach dem Prinzip höchstmögliche Stabilität bei möglichst geringem Gewicht perfektioniert worden. Die Bionik-Forschung hat daraus Prinzipien für die Optimierung von Bauteilen abgeleitet. Die Soft Kill Option (SKO) ist ein rechnergestütztes Optimierungsverfahren, bei der wenig belastete Bereiche eines Bauteils entfernt werden, um Gewicht zu sparen. Bei der Computer Aided Optimiza...

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Vileda_PowerPress

Best Practices // 27. Januar 2014

Produkte mit dem Fin Ray Effect® beeindrucken selbst den Bundespräsidenten

 

Bionik-Innovation

Bundespräsident Joachim Gauck war beeindruckt. Während der „Woche der Umwelt“ 2012 hatten es ihm bei einer Präsentation die Möglichkeiten von Produkten mit dem Fin Ray Effect® angetan. Sie basieren auf dem Prinzip der Flossen von Knochenfischen, die sich entgegen der Erwartung der Druckkraft entgegenbiegen. Das natürliche Funktionsprinzip wurde von der EvoLogics GmbH entschlüsselt – und nach diesem Vorbild anschließend eine technische Konstruktion für diverse Produkte entwickelt. All diese eint eine verbesserte Funktionsweis...

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Bionikdübel_01

Best Practices // 25. Januar 2014

Bionik-Dübel nach Parasiten-Vorbild helfen am Bau

 

Bionik-Innovation

Wegen der energetischen Modernisierung werden heutzutage viele Wände aus weicheren Materialien konstruiert. Wärmedämmverbundsysteme und Gipskartonplatten sorgen allerdings dafür, dass Dübel zunehmend schwerer Halt finden. Eine Lösung für das Problem fanden die Bioniker Markus Hollermann und Felix Förster ausgerechnet bei Parasiten wie Zecken oder Zikaden, die sich mit ihren Mundwerkzeug in den Wirt bohren. „So wurde ein Dübel entwickelt, der sich in der Wärmedämmschicht fixieren kann - nach dem Vorbild der Natur“ erklärt Fel...

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Flectofin2

Best Practices // 23. Januar 2014

Vorbild Paradiesvogelblume: Wandelbare Fassadenverschattung in der Architektur

 

Bionik-Innovation

Die südafrikanische Paradiesvogelblume hat den Anstoß für die Entwicklung der optimalen Jalousie gegeben. Die bionische Fassadenverschattung Flectofin® ist eine wandelbare Konstruktion, bei der sich der Klappmechanismus stufenlos einstellen und sich die Ausrichtung der Lamellen nach Bedarf verändern lassen. Verschleißanfällige und wartungsintensive Gelenke und Scharniere fehlen bei der innovativen Konstruktion völlig. So kann ein deutliches Zeichen in Richtung Nachhaltigkeit gesetzt werden. Die bionische Erfindung wurde mit dem „...

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Selbstheilung

Best Practices // 21. Januar 2014

Wenn sich Werkstoffe selbst heilen

 

Bionik-Innovation

Autos oder Flugzeuge, die sich quasi selbst reparieren, ein angeknackstes Handy-Display, das sich selbst heilen kann – diese Träume der Verbraucher könnten sich in absehbarer Zeit schon erfüllen. Ein gemeinsames Bionik-Forschungsvorhaben der Plant Biomechanics Group Freiburg mit dem Fraunhofer-Institut UMSICHT und dem Freiburger Materialforschungszentrum ebnete den Weg für die ersten Schritt dorthin. Darin wurden nach dem Vorbild von Selbstheilungsprozessen bei Pflanzen selbstreparierende Elastomere entwickelt, aus denen die Firma Gum...

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Fractherm

Best Practices // 19. Januar 2014

Solarabsorber FracTherm® – Energie effizient übertragen

 

Bionik-Innovation

Bei der Nutzung fossiler und erneuerbarer Energieträger zählen Wärmetauscher zu den wichtigsten Komponenten. Zu ihnen gehört auch das Herzstück eines Sonnenkollektors, der Solarabsorber. In ihm wird die Sonnenstrahlung aufgenommen und an das Wärmeträgermedium weitergegeben. Herkömmliche Solarabsorbers haben oft mit Problemen wie ungleichmäßige Durchströmung oder Druckabfall zu kämpfen – dadurch sinkt ihre Energieeffizienz. Deshalb wurde vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE die sogenannte FracTherm-Technologie...

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