Das Schönste, was wir entdecken können, ist das Geheimnisvolle.
Albert Einstein, Physiker
Bionik ist das anwendungsorientierte Zusammenspiel von Wissenschaft und forschenden Unternehmen. Ihre Ergebnisse zielen auf Innovationen nach dem Vorbild der Natur. Sie sollen immer das Potenzial haben, Ideengeber für ein besseres Morgen zu sein. Solchen erfolgreichen Lösungen schaffen Nachrichten mit Nachhaltigkeit.
Der Willis Tower ist das höchste Gebäude Chicagos, wer zu Fuß hinauf will, hat selbst mit zwei gesunden Beinen einen anstrengenden Weg vor sich. Zac Vawter hat die 103 Stockwerke geschafft – als erster Mensch mit einer bionischen Beinprothese.
Zac Vawter hat hart für diesen Anblick gearbeitet. Am Sonntag stand der 31-Jährige endlich auf dem “Skydeck“, es war ein Triumph für ihn und ein Erfolg für die Wissenschaft. Denn Vawter hat die 2107 Stufen erklommen, obwohl er sein rechtes Bein vor drei Jahren bei einem Motorradunfall verloren hat.
Das Rehabilitation Institute of Chicago nennt Vawters Prothese das “weltweit erste neural-kontrollierte bionische Bein“, wie CNN berichtet. Das bedeutet: Wenn Vawter daran denkt, die Treppen zu steigen, werden Signale an die Prothese gesandt, die diese in Bewegung setzen. Die Technik sei zuvor bereits in Armen und Fingern eingesetzt worden, aber noch nie in einem Bein, schreibt CNN.
Wassersammelndes Abstandsgewebe am iTV Denkendorf entwickelt
Ein wunderbares Beispiel für die Funktionsweise smarter Materialien ist die Entwicklung eines wassersammelnden 3D-Textils am ITV in Denkendorf. Bei dieser haben die Wissenschaftler die Funktionsweise des Namib-Käfers aufgegriffen, der mit seiner mikroskopisch kleinen Hautstruktur in der Lage ist, Wasser aus Luftfeuchtigkeit zu gewinnen. Tautröpfchen haften an der Haut an, sammeln sich auf der Wasser anziehenden Oberfläche und perlen auf dem chitinhaltigen Panzer in seinen Mund ab. Auf diese Weise ist er in der Lage selbst in trockenen Wüstenregionen zu überleben. In Kooperation mit der Universität Tübingen wurde am ITV in Denkendorf ein Abstandtextil entwickelt, das diese Funktionsweise aufgreift und in Küstennähe Wasser aus Nebelschwaden gewinnen kann. Je nach Region ließen sich mit einem Quadratmeter des 2 Zentimeter dicken Materials zwischen 3 Liter (Namib Wüste) bis 55 Liter (Südafrika) Wasser gewinnen. Zudem ließen sich mit dem Textil Schadstoffe aus der Luft filtern.
“Es ist faszinierend, in der Natur Organismen zu beobachten, die unter härtesten Bedingungen überleben. Insbesondere hat uns das “Nebelfangen“ in den trockensten Zonen der Erde zu Entwicklungen von Materialien und technischer Prozesse für die Wassergewinnung inspiriert.“ sagt Dr. Thomas Stegmaier (iTV Denkendorf)
Der VDI Verein Deutscher Ingenieure hat gemeinsam mit dem Bionik-Kompetenznetz e.V. BIOKON einen Katalog an Empfehlungen formuliert, wie die Potenziale der Bionik in Zukunft besser genutzt werden können. Die Empfehlungen finden sich im neuen Positionspapier “Zukunft der Bionik: Interdisziplinäre Forschung stärken und Innovationspotenziale nutzen“.
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Vorbereitungen für Studiengang und Förderprojekt laufen nach Plan
Für die Studierenden beginnt in wenigen Wochen das erste Semester BIONIK an der Fachhochschule Gelsenkirchen Abteilung Bocholt. Zeitgleich wird ein Förderantrag für ein BIONIK-Projekt vorbereitet. Wesentliche Meilensteine für die Implementierung der Zukunftstechnologie im Kreis sind damit umgesetzt.
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Schon mal etwas von selbstheilenden Flip-Flops und Insektenaugenkameras gehört? Das Symposium »Prototype nature« macht derartige Innovationen zum Thema. Gleichzeitig widmet es sich der Rolle der Bionik als Disziplin für eine nachhaltige Zukunft. »Prototype nature« findet am 10. und 11. Dezember im SANAA-Gebäude auf dem Welterbe Stiftung Zollverein in Essen statt. Es wird veranstaltet in Zusammenarbeit der Folkwang Universität der Künste mit Fraunhofer UMSICHT.
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Der Lotoseffekt ist uns allen bekannt. Fassadenfarbe, Dachziegel oder Markisen werden so hergestellt, dass Wasser einfach abperlt und auch gleich noch den Schmutz mitnimmt. Vorbild für die Nanostruktur dieser Oberflächen ist die Lotospflanze. Nun haben Forscher ein weiteres Vorbild für technische Oberflächen in der Natur gefunden: die schuppige Haut von Echsen. Ganz im Gegensatz zum Lotos zieht sie das Wasser aus der Umgebung an.
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Die Bionik beeindruckt durch packende Innovationen inspiriert aus der Natur. Mit Hilfe der Bionik werden nicht nur nur bessere Produkte entwickelt, sondern auch neue Formen von Marketing angewendet. Jeder Mensch lässt sich schnell von der Natur faszinierend, aber nicht unbedingt von trockener Technik. Kommuniziert man nun bionische Produkte mit ihren Naturanalogien entstehen eindrucksvolle Bilder, die werbewirksam eingesetzt werden können. Gehen wir der Frage nach wie die Bionik in das Geschäftsmodell integriert werden kann…
Spezielle Mikrostruktur könnte als biologisches Vorbild für schonendere Injektionsnadeln dienen
Eine raffinierte Konstruktion macht die Borsten der nordamerikanischen Stachelschweine einzigartig: Einmal eingedrungen, verankern winzige Widerhaken die Stachelspitzen in der Haut jedes Angreifers. Aber nicht nur das: Die mikroskopisch kleinen Schüppchen lassen die Spitzen auch leichter in die Haut eindringen als jede Injektionsnadel. Das hat ein internationales Forscherteam bei mikroskopischen Analysen und Stichtests herausgefunden. Die Widerhaken der Stachelschwein-Borsten konzentrieren den Druck beim Eindringen ähnlich wie die Zähne eines gesägten Messers. Man benötige daher mit solchen Strukturen viel weniger Kraft um ein Gewebe zu zerteilen, berichten die Forscher im Fachmagazin “Proceedings of the National Academy of Sciences“.
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Schlangenkörper sind ständig Reibungskräften ausgesetzt. Ihre Haut hält das aus: Sie ist außen steif und hart, nach innen wird sie weicher und flexibler. Dieses Prinzip lässt sich auch in der Medizintechnik anwenden. Hier könnte etwa die Reibung in künstlichen Prothesen optimiert werden.
Schlangen schaffen es, auf Bäume zu klettern oder sich unter die Erdoberfläche zu graben. Dabei muss ihre Haut zwei bis drei Monate halten, bis das Häuten einsetzt. Die Doktorandin Marie-Christin Klein und Professor Stanislav Gorb von der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) fanden jetzt heraus, wie Schlangenhaut auf die beinlose Fortbewegung spezialisiert ist: Unabhängig vom Lebensraum ist sie außen steif und hart, nach innen wird sie weicher und flexibler.
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US-amerikanische Biologen und Mathematiker haben entdeckt, wie sich Gurkenpflanzen nach oben ziehen. Das Prinzip könnte sich auf die Entwicklung neuartiger Spiralfedern übertragen lassen.
Wenn Gurkenpflanzen in die Höhe streben, bilden sie Ranken mit einem so raffinierten Aufbau, dass sie als Vorbild für neuartige technische Federn dienen können. Die Seitensprosse der Gurke funktionieren nämlich anders als normale Spiralfedern: Bei starkem Zug werden sie nicht länger, sondern drehen sich umso enger zusammen. Das Geheimnis liegt in der ungleichen Festigkeit der Rankenzellen, berichten amerikanische Forscher um Sharon Gerbode. Ihnen gelang es sogar, eine künstliche Ranke zu bauen, die dasselbe unerwartete Verhalten zeigt, berichten sie im Fachjournal “Science“.
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