Bionik-Dübel nach Parasiten-Vorbild helfen am Bau

CAD Modell eines mithilfe der Bionik generierten Dübels (oder Befestigungssystems). Der Grundkörper ist grün eingefärbt, die vom Vorbild Zikade abstrahierten Seitenarme sind rot hervorgehoben.

Best Practices // 1. August 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 Felix Förster. Das Forschungsergebnis im Rahmen ihrer Abschlussarbeit bescherte den beiden Studenten und Mitgliedern des Bionik-Kompetenznetzwerks BIOKON auch den „Internationalen Bionic-Award 2010“. Sie haben auch ihr eigenes Unternehmen. Name: Die Bioniker.

Technische Anwendung
Die Bionik-Dübel nach Parasiten-Vorbild entstanden in einem Projekt der Universität Bremen in Zusammenarbeit mit der fischer Unternehmensgruppe. Durch die Leichtbauweise der neuen Systeme wird der Montageaufwand geringer. Auf Baustellen reduziert sich mit dem Gewicht der Bauteile zugleich auch der Aufwand für Montagesicherungen und Gerüste. Die Leichtbaumaterialien machen das Leben für Monteure erheblich leichter – und die neuen Dübel halten im Gegensatz zu den traditionellen schlicht besser. Das ist nur ein Beispiel für innovative Befestigungs- und Fügelösungen für Leichtbausysteme, die durch die Natur inspiriert wurden.

Bionisches Funktionsprinzip
Als biologisches Vorbild für minimalinvasive Befestigungssysteme wurden parasitäre Organismen herangezogen. Die für ihr „Zirpen“ bekannten Zikaden zum Beispiel bohren sich mit ihren Mundwerkzeugen durch die Blattoberfläche hindurch, um Pflanzensäfte zu saugen. Dabei kommt es zu einer temporären Verankerung im Pflanzgewebe. Ähnlich sieht es bei Zecken aus, die sich mit einer ausgeklügelten Technik in ihren Wirt verbeißen. Die Verankerungsstrukturen standen dabei im Fokus der Untersuchungen. Anschließend wurden nach den gewonnenen Erkenntnissen innovative Leichtbaubefestigungssysteme entwickelt.

Vorbild aus der Natur
Zecken sind Parasiten, die sich vom Blut von Wirbeltieren wie dem Menschen ernähren. Es gibt weltweit etwa 90 Arten, die als Krankheitsüberträger gefürchtet sind. Das wesentliche Merkmal der Zecken sind die Mundwerkzeuge, mit der sich die Tiere in den Wirt verbeißen. Der Stechrüssel weist häufig Zähne auf, die als Widerhaken wirken – und jetzt zum Dübelvorbild geworden sind.

>> Info <<

Beißen oder stechen Zecken?
Zecken haben einen hochentwickelten Stechapparat, der für ihre Art der Nahrungsaufnahme hervorragend geeignet ist. Im Gegensatz z.B. zu Stechmücken, stechen Zecken keine Adern an. Mit ihren scherenartigen Mundwerkzeugen (Cheliceren) reißen sie die Haut des Wirtes auf und graben mit ihrem „Stachel“ (Hypostom) eine Grube in das Gewebe, die mit Blut vollläuft und während des Saugvorganges immer wieder leergesaugt wird. Deshalb spricht man von einem Zeckenstich. Dabei gibt die Zecke während des Verdauungsvorgangs überschüssige Flüssigkeit zurück in die Wunde. Dieser Vorgang wiederholt sich während der gesamten Saugdauer. Hierbei können Erreger übertragen werden, die sich im Darm der Zecke befinden. (z.B. Borrelien)
(Quelle: www.zecke.ch)

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