Forschung // 18. August 2012

Sprengstoffdetektor nach Motten-Art

Motten haben zwar keine Nase, doch sie zählen zu den Lebewesen mit dem feinsten Geruchssinn in der Natur.

Motten riechen mit ihren Antennen, an denen sich Tausende Riechhaare befinden. Die feinen Härchen haben Sinneszellen mit denen Motten sogar einzelne Duft-Moleküle wahrnehmen können. Besonders empfindlich reagieren Motten auf Sexualduftstoffe, die Pheromone. Männliche Motten sind sogar in der Lage über den Duft des Weibchens zu erkennen, ob es zur Eiablage bereit ist. Eine gewöhnliche Kleidermotte riecht rund 100-mal feiner als der Mensch. Die Polyphemus-Motte ist imstande ein einziges Duft-Molekül, das auf ihre Antenne gelangt, wahrzunehmen.

TNT-Detektor:
Wissenschaftler des Deutsch-Französischen Forschungsinstituts des CNRS und der Université de Strasbourg haben einen Sprengstoff-Detektor entwickelt, der eine sehr hohe Empfindlichkeit aufweist. Gegenüber herkömmlichen Detektoren konnte das neue System um den Faktor 1000 verbessert werden. Das Detektorprinzip zum Aufspüren des Stoffes Trinitrotoluen, besser bekannt unter der Abkürzung TNT, orientiert sich an dem Riechsystem von Motten. Der TNT-Detektor weist eine Empfindlichkeit von rund 800 ppq (parts per billion) auf. Dies entspricht 800 Molekülen unter einer Billiarde Molekülen. Eine ähnliche Empfindlichkeit haben auch die Nasen von Drogenspürhunden.
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Forschung // 18. August 2012

Ölfilm schützt Tintendrucker vor Austrocknung

Damit Tintenstrahler nicht mehr verstopfen, ahmen US-Wissenschaftler die Fähigkeit unserer Augen nach, nicht einfach austrocknen. Dazu wird ein dünner Ölfilm über die Düsen gelegt.

Wan Kwon und Riberet Almeida von der Universität Missouri wollen, dass Tintenstrahldrucker nicht mehr austrocknen. Die winzigen Düsen setzen sich durch Verdunstung schnell mit getrockneter Tinte zu. Die Hersteller versuchen, diese Düsen mit noch mehr Tinte wieder freizuspülen, was teure Druckflüssigkeit verschwendet und nicht immer erfolgreich ist. Dadurch wird je nach Modell der Austausch der Tintenpatrone oder gar des Druckkopfes erforderlich.

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Forschung // 18. August 2012

Augenimplantat lässt Blinde sehen

Israelische Forscher haben das erste bionische Auge entwickelt: Ein neuartiges Augenimplantat der Firma Nano Retina ermöglicht es Blinden, mit einer Auflösung von 576 Pixel zu sehen. Das entspricht einem Bild mit 24×24 Pixeln in Graustufen. Das Implantat erfordert nur einen geringen invasiven Eingriff.

Der Lichtsensor der von Nano Retina ist das erste bionische Auge, das direkt auf die Netzhaut geklebt wird, anstatt auf externe Kameras zu vertrauen. Die Energieversorgung erfolgt über eine Photovoltaikzelle auf dem Sensor, die über eine spezielle Brille durch die Iris hindurch mit einem Infrarotlaser angestrahlt wird. Somit erreicht man bis zu drei Milliwatt Leistung, wodurch man Betroffenen das Sehen in Graustufen ermöglichen kann.
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Forschung // 18. August 2012

Künstlicher Tastsinn macht der menschlichen Haut Konkurrenz

Forscher haben ein sensibles Schichtmaterial entwickelt, das so empfindlich ist, dass es sogar noch die Schritte eines Marienkäfers wahrnehmen kann. Käfer lieferten auch das Vorbild für die Struktur des Sensors: Wie die Flügel der Insekten ist auch das künstliche Material aus Schichten winziger Haarstrukturen aufgebaut, die ineinandergreifen. Bei Käfern sorgt dies für die flexible Stabilität der Flügel, im Fall des Sensors lösen die Härchen dagegen bei Druck Impulse aus. Das empfindsame Material eigne sich hervorragend für Roboter- und Prothesen-Technik mit feinem Tastsinn, sagen Kahp-Yang Suh von der Seoul National University und seine Kollegen.
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Presse // 18. August 2012

Vom Wasservogel zum Wasserflugzeug

Rundgang für Klassen 5 – 8 in der Sommerausstellung ”Hochseetauglich” im Zeppelin-Museum

Vor 100 Jahren startete das erste Wasserflugzeug auf dem Bodensee – der Beginn einer Erfolgsgeschichte. Ingenieur Theodor Kober gelang es mit der Firma Flugzeugbau Friedrichshafen, vor allem während des Ersten Weltkrieges, Serien von hochseetauglichen Wasserflugzeugen zu bauen. Nach dem Krieg geriet der Konstrukteur in Vergessenheit. Das Zeppelin-Museum erinnert in der aktuellen Wechselausstellung ”Hochseetauglich – Theodor Kober und 100 Jahre Wasserflug am Bodensee” auch an seine Lebensleistung.
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Presse // 18. August 2012

Werkzeugmaschinenbau nutzt Gestaltungsprinzipien der Natur

Bionik im Werkzeugmaschinenbau ist ein Denkansatz, mit dem die Effizienz der Anlagentechnik erhöht werden soll. Vorgestellt wurden einige dieser Konstruktionsprinzipien am Fraunhofer-IWU. Im Fokus der Konferenz standen Prozesse, die maßgebliche Auswirkungen auf die Effizienz infolge der Mobilität haben.

Zum 2. International Chemnitz Manufacturing Colloquium ICMC, das in diesem Jahr thematisch durch das 2. Internationale Kolloquium des Spitzentechnologieclusters ”Energieeffiziente Produkt- und Prozessinnovationen in der Produktionstechnik” (eniprod) ergänzt wurde, standen insgesamt sechs Themenblöcke zur ressourceneffizienten Produktion und Gestaltung von Powertrain-Komponenten für den Automobil-, Luft- und Schienenfahrzeugbau auf der Tagesordnung.
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Presse // 18. August 2012

Bionik als Betätigungsfeld für die Kunststoffindustrie

Nicht erst seit Festo, Anbieter von pneumatischer und elektrischer Antriebstechnik, mit seinen bionischen Exponaten auf Messen für Gesprächsstoff sorgt, ist die Bionik in den Fokus neuer Entwicklungen gerückt. Der deutsche Begriff setzt sich aus Biologie und Technik zusammen und möchte so zum Ausdruck bringen, wie für technische Anwendungen Prinzipien verwendet werden können, die sich aus der Biologie ableiten. Es ist aber auch ein Betätigungsfeld für die Kunststoffindustrie mit hohem Potenzial.
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Presse // 18. August 2012

Bionik: Tierwelt beflügelt neue Technologien

Wer bei technischen Problemen nicht weiter weiß, holt sich immer öfter Inspiration in der Natur. Geräuscharme Flügel, Navigation ohne externe Hilfen, Oberflächen mit besonderen Eigenschaften: Eulen, Ameisen und Echsen liefern das Vorbild. Beim InnovationsDialog Bionik erfuhr man von faszinierenden Projekten.

Bionik ist ein ziemliches In-Thema, wenn es darum geht, technische Lösungen für knifflige Aufgaben zu finden. Der Begriff vereint Biologie und Technik und steht für das Extrahieren von Funktionsprinzipien aus der Natur und die Anwendung dieser auf technische Probleme. Die Disziplin hat in der Vergangenheit Dinge wie den Klettverschluss hervorgebracht oder Schwimmanzüge, deren Oberfläche mit Hai-Haut vergleichbar ist. Die österreichische Wirtschaftskammer hat das große Potential der Bionik erkannt und will mit dem Thema internationale Kooperationen forcieren. Gemeinsam mit der InnovationsAllianz der Hochschulen von Nordrhein-Westfalen wurde deshalb vergangene Woche zum InnovationsDialog Bionik geladen.
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Presse // 18. August 2012

Künstliche Qualle mit Rattenherz-Antrieb gebaut

Eine künstliche Medusa aus Silikon und Herzmuskelzellen schwimmt wie ihr natürliches Vorbild. Ihren Antrieb holt sie sich aus den Zellen von Rattenherzen. Entwickelt haben sie Forscher aus Harvard.

Presse // 18. August 2012

Geckos passen ihre Füße dem Lebensraum an

Sie klettern problemlos glatte Wände hoch und können stundenlang an der Decke sitzen. Geckos haben die Saugnapf-Füße im Laufe der Evolution insgesamt elf Mal entwickelt – und mindestens neun Mal verschwand diese Eigenschaft wieder.

Die für uns unmöglichen Turnmanöver können Geckos dank der Kombination zweier Kräfte vollführen: Van der Waals-Kräfte und Reibung sorgen gemeinsam für eine Art Saugnapf-Wirkung, mit deren Hilfe die kleinen Echsen selbst Glasscheiben erklimmen können. Diese Anpassung verschafft Geckos zwei Vorteile: Sie erwischen leichter ihre Beute wie Spinnen und Fliegen, und sie können sich besser vor Fressfeinden in Sicherheit bringen.

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Presse // 18. August 2012

Steinbeis-Student analysiert den Bedarf an innovativem Leichtbau

Das am Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI) entwickelte bionische Leichtbauverfahren ”Evolutionary Light Structure Engineering” (ELiSE) bildet die Kernkompetenz einer Arbeitsgruppe, die sich aus Mitarbeitern des Alfred-Wegener-Instituts und des Instituts für Marine Ressourcen (IMARE) zusammensetzt. Das innovative Leichtbauverfahren ELiSE verwendet biologische Strukturen als Leichtbauvorbilder für technische Entwicklungen. Pilotprojekte haben durch den Einsatz der ELiSE-Technologie bereits Gewichtseinsparungen von über 40% erzielt. Der Clou der Technologie ist das Verstehen raffinierter, hocheffizienter Bauprinzipien biologischer Planktonorganismen und deren Transfer auf technische Bauteile. Daniel Siegel hat im Rahmen seines MBE-Studiums an der School of Management and Technology der Steinbeis-Hochschule Berlin die industrielle Verwertung der ELiSE-Technologie, die den nächsten logischen Schritt nach einer erfolgreichen Anwendungsforschung darstellt, untersucht.
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