BIOKON – Das Bionik-Kompetenznetz

Nachrichten mit Nachhall

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.

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Forschung // 2. Dezember 2009

Super-Frostschutz aus dem Käfer

Forscher entdecken bisher unbekannte Anti-Gefrier-Strategie

US-Wissenschaftler haben ein außergewöhnliches Frostschutzmittel in einem Käfer entdeckt, der Temperaturen von bis zu minus 60 Grad Celsius überlebt: Upis ceramboides krabbelt durch Alaska und schützt sich durch ein großes Molekül aus dem Vielfachzucker Xylomannan vor dem Erfrieren. Er benutzt damit eines der wenigen Frostschutzmittel im Tierreich, das nicht auf einer Proteinstruktur basiert. Konventionelle künstliche Antifrost-Mittel bestehen meist aus kleinen Molekülen, die in hohen Konzentrationen den Gefrierpunkt senken. Bei großen Molekülen wie denen des neuentdeckten Käfermittels genügen dagegen geringe Mengen: Sie binden sich einfach in die Eiskristallgitter ein und verhindern so deren für Zellen gefährliches Wachstum. Den Käferfrostschutz stellen die Wissenschaftler um Kent Walters von der University of Notre Dame im US-Bundesstaat Indiana vor.

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Forschung // 2. Dezember 2009

Geweihe von Rothirschen sind gleichzeitig steif und zäh

Geweihe von Rothirschen halten Brunftkämpfen stand, weil sie ungewöhnlich steif und zäh sind. Das haben spanische und britische Wissenschaftler herausgefunden, als sie die mechanischen Eigenschaften der Geweihe untersuchten und mit den Werten von Oberschenkelknochen der Tiere verglichen. Die Geweihe können bei einem Zusammenstoß siebenmal so viel Energie aufnehmen wie die Knochen. Die zu Beginn der Brunftzeit ausgetrockneten Geweihe waren zudem besser gegen Brüche und Risse gerüstet als die noch feuchten Geweihe, die im Frühjahr beginnen, heranzuwachsen.

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Forschung // 2. Dezember 2009

Hammerhaie haben ein außergewöhnliches Sehvermögen

Hammerhaie haben dank ihrer Kopfform ein außergewöhnliches Sehvermögen

Hammerhaie haben dank ihrer besonderen Kopfform und Stellung der Augen ein Blickfeld von bis zu 360 Grad. Das haben US-Forscher bei Analysen der Sehfähigkeit der Meeresbewohner mit den hammerförmigen Köpfen herausgefunden. Lange Zeit hatten Meeresbiologen gerätselt, ob sich die Blickfelder der beiden extrem weit auseinanderliegenden Augen überhaupt überlappen. Die Messungen der Forscher um Michelle McComb von der Florida Atlantic University in Boca Raton ergaben nun eine deutliche Überlappung der beiden Blickfelder. Werden noch die möglichen Augenbewegungen einbezogen, können die Haie ihre Umgebung mit einem 360-Grad-Rundumblick überwachen.

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Forschung // 2. Dezember 2009

Gehirn verdrahtet sich blitzschnell

Beim Lernen motorischer Fähigkeiten vernetzen sich die Nervenzellen so schnell, dass man dabei zusehen kann

Beim Erlernen einer muskelgesteuerten Fähigkeit beginnen die Nervenzellen im Gehirn fast augenblicklich damit, sich neu zu verbinden. Das haben US-Wissenschaftler herausgefunden als sie das Bewegungslernen von Mäusen untersuchten. Indem sie ihnen Futter als Belohnung anboten, brachten sie den Tieren bei, sich durch einen engen Spalt zu quetschen. Als sie vor, während und nach dem Training die Auswirkungen der Übung auf das Mäusegehirn untersuchten, stellten die Molekularbiologen Überraschendes fest: Innerhalb von einer Stunde bildeten sich Synapsen zwischen Nervenzellen in eben dem Gehirnbereich aus, der Muskelbewegungen kontrolliert. Die neuen Nervenverbindungen erwiesen sich als sehr robust: Auch im Test nach vier Monaten beherrschten die Mäuse ihren Trick noch – selbst das Lernen ähnlicher motorischer Fähigkeiten störte die aufgebaute Hirnverdrahtung nicht. Langfristig sollen die Erkenntnisse Neurologen dabei helfen, das Langzeitgedächtnis von Schlaganfall-Patienten schneller wieder herzustellen.

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Forschung // 23. November 2009

Muschel dient als Vorbild für neues Verankerungssystem

Die Amerikanische Scheidenmuschel stand Modell: US-amerikanische Wissenschaftler haben einen Roboter entwickelt, der sich wie die Muschel innerhalb weniger Sekunden in den Meeresschlick eingräbt. Mit Hilfe des besonders leichten und energiesparenden Geräts können kleine Unterwasservehikel im Meeresboden verankert werden. Derzeit testen die Wissenschaftler des Massachusetts Institute of Technology in Cambridge ihren Muschelroboter am Kap Kabeljau im Südosten des Bundesstaats Massachusetts.

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Forschung // 23. November 2009

Protein-Kleber fixiert Käfereier

Mit einem Klebstoff aus Proteinen überwinden manche Käferarten bei der Eiablage den wasserabweisenden Effekt von mit Wachskristallen bedeckten Blattoberflächen. Das beobachteten jetzt Dagmar Voigt und Stanislav Gorb vom Max-Planck-Institut für Metallforschung in Stuttgart und dem Zoologischen Insitut der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel am Gemeinen Spargelhähnchen (Crioceris asparagi), einem heimischen Blattkäfer, der sich auf ein Leben auf und von der Spargelpflanze spezialisiert hat.

Originalpublikation: Voigt, D., Gorb, S.: Egg attachment of the asparagus beetle Crioceris asparagi to the crystalline waxy surface of Asparagus officinalis. In: Proceedings of the Royal Society B 10.1098/rspb.2009.1706, 2009.

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Presse // 23. November 2009

Wenn Vibrissen vibrieren – Robbenforscher im Rostocker Zoo

ie Erfahrungsstation “Vibrissen“ bei der Robben-Anlage im Rostocker Zoo entstand in der Modellbauserie “Bionik – Patentwerkstatt Natur“.

Sie veranschaulicht wie Seehunde mit Hilfe ihrer Barthaare Beutetiere und die durch deren Bewegungen hervorgerufene Miniwellen, orten und unterscheiden können.

So sind sie selbst im trüben Wasser erfolgreiche Jäger. Prof. Dr. Guido Dehnhardt, Leiter des Warnemünder Zentrums für Robbenforschung (Marine Science Center), war bei der Vorstellung dieser Erfahrungsstation anwesend und berichtete von seinen Forschungsergebnisse mit Seehunden. Seit mehr als zehn Jahren beschäftigt er sich mit den Orientierungsmechanismen im Meer lebender Säuger. In den dabei vorgesehenen Langzeitstudien werden die Sinneswahrnehmung und die Unterwasserorientierung von Seehunden untersucht.

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Forschung // 17. November 2009

»BioPat«: Suchwerkzeug im Ideenreservoir der Natur

Das vom Fraunhofer IAO neu entwickelte Werkzeug »BioPat« ermöglicht, Lösungsstrategien und Prinzipien der Natur zu identifizieren und für Ingenieuraufgaben nutzbar zu machen. Zum Einsatz kommt es im Rahmen der nun angebotenen Bionikpotenzialanalyse.

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Forschung // 11. November 2009

Gedanken steuern Kunst-Arm

Der Österreicher Christian Kandlbauer verlor bei einem Unfall beide Arme. Mittlerweile trägt er eine neuartige Prothese und kann sogar allein Auto fahren.

Jeden Morgen fährt Christian Kandlbauer zur Arbeit. Allein. Ohne fremde Hilfe. In seinem Auto. Nichts Besonderes? Dass der 22-Jährige überhaupt hinter einem Steuer sitzt, ist ein medizinisches Wunder. Denn der junge Mann aus der Steiermark verlor 2005 beide Arme bei einem Unfall.

Jetzt trägt er eine europaweit einmalige Spezialprothese, die sich durch Gedanken wie ein natürlicher Arm steuern lässt. Was nach Science-Fiction klingt, ist für die Herstellerfirma Otto Bock ein medizinischer und technischer Quantensprung.

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Forschung // 3. November 2009

Evolution schaffte bei Mäusen u Eidechsen 2mal das gleiche Gift

Die Evolution hat unabhängig voneinander bei zwei völlig unterschiedlichen Tierarten das gleiche Gift hervorgebracht. Die Nördliche Kurzschwanzspitzmaus sowie die Skorpion-Krustenechse bilden ein sehr ähnliches tödliches Enzym, um ihre Beute zu lähmen und zu töten. Demnach hat sich aus dem harmlosen Enzym Kallikrein mindestens zweimal im Laufe der Evolution ein tödlicher Wirkstoff entwickelt.

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Presse // 3. November 2009

Bionik-Student gehört zu den 26 Bayer-Fellowship-Stipendiaten

Das ist eine Auszeichnung der besonderen Art: David Labonte, im fünften Semester Student im Internationalen Studiengang Bionik, darf sich zu dem ausgewählten Kreis der 26 Bayer Fellowship Stipendiaten zählen. Dem 23-Jährigen winkt jetzt ein Studienaufenthalt an der University of Cambridge. Am Department of Zoology wird er weiter über das Thema “Polymerbeschichtungen als neue Form von insektenabweisenden Oberflächen“ arbeiten. Dafür erhält er ein Semester lang 4.250 Euro als finanzielle Unterstützung. Dass sich David Labonte als einziger Fachhochschul-Student unter 25 Universitäts-Kommilitonen zu dem ausgewählten Kreis rechnen darf, belegt seine herausragenden Studienleistungen.

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