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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Forschung // 6. May 2010

Wasserscheuer Schwimmfarn

Wasserschutzschicht der Salvinia molesta soll den Spritverbrauch von Schiffen senken

Der Schwimmfarn hüllt sich unter Wasser in ein hauchdünnes Kleid aus Luft und hält es monatelang fest. Deutsche Forscher haben nun den Trick der Pflanze aufgedeckt: An der Oberfläche ihrer Blätter sitzen schneebesenartige Härchen, die Wassertropfen an ihren Spitzen festhalten. Dabei wird eine Luftschicht zwischen Blattoberfläche und den Haarspitzen eingesperrt. Das Studienergebnis soll zur Konstruktion neuartiger reibungsarmer Schiffsrümpfe genutzt werden. Durch das Prinzip könnten Schiffe zehn Prozent weniger Kraftstoff verbrauchen.

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Forschung // 6. May 2010

Knochen und Muskeln machen gemeinsame Sache

Muskeln und Knochen beeinflussen sich gegenseitig in Wachstum und Entwicklung

Muskeln und Knochen kommunizieren miteinander über Signalstoffe – wodurch auch Krankheiten ”übertragen” werden könnten. Bislang hatte man angenommen, dass Krankheiten jeweils nur Knochen oder Muskeln alleine beeinflussen. Wie US-Forscher nun allerdings feststellten, bewirken Defekte in Genen, die für die Muskelfunktion wichtig sind, auch Veränderungen in den Knochen und umgekehrt. In weiteren Untersuchungen konnten die Wissenschaftler dann beobachten, wie Knochen und Muskeln über verschiedene Botenstoffe miteinander kommunizieren. Die Wissenschaftler Marco Brotto von der University of Missouri-Kansas Cityum erhoffen sich von den Resultaten neue Ansätze zur Behandlung zahlreicher Krankheiten, die Muskeln oder Knochen betreffen.

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Forschung // 30. April 2010

Feuchte Füße

Wie aktuelle Forschungsergebnisse zeigen, haften Kartoffelkäfer mit feuchten Füßen besser als mit trockenen. Diese Erkenntnis kann für die Schädlingsbekämpfung und käferfuß-inspirierte Haftmaterialien von Bedeutung sein.

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Forschung // 12. April 2010

Züge mit Entenschnäbeln gegen den Tunnelknall-Effekt

Hochgeschwindigkeitszüge mit Spitzengeschwindigkeiten von bis zu 360 Stundenkilometern sind enormen physikalischen Belastungen ausgesetzt. Ein bionisch optimiertes Design dieser Züge ist von Nöten, um die Belastungen optimal abzufangen. So wird nach der besten Form gesucht, die mit dem geringsten Widerstand durch den Wind flutscht. Über die Ästhetik lässt sich dabei vielleicht streiten, jedoch sollen diese Züge ja nicht – ganz anders als bei Kraftfahrzeugen – besonders raffiniert aussehen, um Kunden anzulocken, sondern möglichst effizient, schnell und komfortabel ans Ziel kommen.

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Forschung // 12. April 2010

Innerer Dreckschutz

Forscher verlegen den wasserabweisenden Lotuseffekt in Textilfasern

Der schmutzabweisende Lotuseffekt für Textilien ist erstmals durch eine innere Strukturierung der Faseroberfläche erreicht worden. Deutsche Forscher haben dazu spezielle magnetische Nanopartikel in die synthetischen Fasern eingearbeitet. Der Vorteil des Verfahrens gegenüber der üblichen Beschichtung liegt darin, dass der Schutzeffekt nicht durch Alltagsbelastungen leidet: Die Textilien sind resistent gegen äußerliche Einflüsse wie Waschen oder Kratzen. Außerdem wird auch die Fähigkeit des Textilkunststoffs nicht beeinträchtigt, Farbstoffe aufzunehmen.

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Presse // 12. April 2010

Bionik – die Natur als Lehrmeister – im BR-online

Bionik ist der Schnittpunkt von Biologie und Technik: Die Technik bedient sich genialer Prinzipien, die die Natur erfunden hat. Man begegnet der Bionik überall – im Alltag wie in der Hightech-Forschung.

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Forschung // 12. March 2010

Vorbild Muschel: Innen Gummi, außen Stahl

Wo Muscheln leben, geht es oft recht rauh zu. Damit die Schalentiere von der Wucht der Brandung nicht mitgerissen werden, sind sie durch Fäden fest mit dem Untergrund verankert. Diese Muschelseide ist ein außergewöhnliches Material. Es ist nicht nur äußerst dehnbar, sondern gleichzeitig so stabil, dass die dünnen Fäden auf den scharfkantigen Felsen nicht durchscheuern. Forscher am Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam haben gemeinsam mit Kollegen aus Kalifornien und Chicago herausgefunden, wie der Abriebschutz funktioniert. Mit der raffinierten Technik könnten neuartige Beschichtungen entstehen, berichten die Forscher in Science

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Presse // 3. March 2010

ZAPF bringt Hightech-Garagenoberfläche PowerSkin® auf den Markt

Nach dem Prinzip der Bionik hat sich die ZAPF GmbH, die derzeit jede fünfte Betonfertiggarage in Deutschland liefert, bei ihrer neuesten Innovation an ”Erfindungen der Natur” orientiert. Den Garagenexperten ist es gelungen, die Außenhaut der Garage um ein Vielfaches zu optimieren und so die Funktionalität zu maximieren. Die neuartige Garagenoberfläche PowerSkin®, die aus mehreren Schichten besteht, weist Schmutz ab, hemmt Bewuchs und beugt Rissen vor. Im Rahmen des großen Innovationsfeuerwerks, das ZAPF für dieses Jahr angekündigt hat, wurde damit die erste Rakete gezündet.

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Forschung // 20. February 2010

Die Kunst nicht festzukleben

Weichwanzen sind Künstler im Laufen auf Pflanzenoberflächen, die mit stark klebrigen Drüsenhaaren bedeckt sind. Sogar vor karnivoren Pflanzen machen sie nicht Halt. Wie ihnen das gelingt, wurde mit raffinierter Technik untersucht.

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Forschung // 17. February 2010

Bienen warnen ihren Stock vor Gefahren

Wenn Honigbienen bei der Nahrungssuche von Feinden angegriffen werden, warnen sie ihr Nest vor der drohenden Gefahr: Sie geben ein Zeichen, das andere Bienen davon abhält, sich in die Nähe des unheilvollen Orts zu begeben. Wie US-Forscher bei Verhaltensexperimenten mit Honigbienen entdeckten, gehen die Bienen dabei raffinert vor: Die attackierten Insekten richten nämlich ihr Warnsignal direkt an die Artgenossen, die mit dem Bienentanz auf genau die Nahrungsquelle aufmerksam machen, an der Unheil droht. Daraufhin stellen diese ihren Tanz ein.

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Forschung // 17. February 2010

Fußkonstruktion macht den Menschen zum Weltmeister im Gehen

Wenn der Mensch geht, ist sein Energieverbrauch gering. Rennt er dagegen, so setzt er über zwei Drittel mehr Energie ein. Verantwortlich für den Unterschied ist die Anatomie unseres Fußes, hat ein internationales Forscherteam durch zahlreiche Gangmessungen festgestellt. Der Mensch setzt beim Gehen nämlich zuerst mit der Ferse am Boden auf und rollt dann den Fuß über Ballen und Zehen ab. Dieses energieeffiziente Auftreten hat unseren Vorfahren als Jäger und Sammlern dabei geholfen, weite Strecken für die Nahrungssuche zurückzulegen. Die schlechte Bilanz beim Rennen rührt von dem Aufprall auf dem Boden her: Hierbei geht massiv Energie verloren.

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