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 // 15. December 2004

Kunststofflinse kopiert Krakenauge

Eine neuartige Linse bündelt das Licht genauso wie das Auge des Menschen – nur wesentlich besser. Die Kugel aus hunderttausenden winziger Polymerschichten ist so scharfsichtig wie das Auge eines Kraken – und könnte Kameras, Teleskope und Sehhilfen revolutionieren.

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Uncategorized // 4. December 2004

Bionik-Pionier Dr. Dietrich Bechert verstorben

Das Bionik-Kompetenznetz trauert um Dr.-Ing. habil. Dietrich Bechert, der am 1. Dezember 2004 in Berlin verstorben ist.
Inspiriert durch die Arbeiten von Wolf-Ernst Reif zur Haihaut-Struktur hat Dietrich Bechert seit den 70er Jahren fundamentale Beiträge zur Aufklärung der widerstandsvermindernden Eigenschaften mikro-strukturierter Oberflächen in turbulenten Grenzschichtströmungen geleistet und deren Umsetzbarkeit in technischen Anwendungen nachgewiesen. Als von uns allen hoch geschätzter Fachexperte und geschickter Experimentator hat er auch an anderen strömungsbionischen Projekten mitgewirkt. Sein großes Engagement und seine persönliche Ausstrahlung haben maßgeblich zur Festigung der Bionik in Deutschland beigetragen. Für seine herausragenden wissenschaftlichen Leistungen auf dem Gebiet der Bionik wurden Dietrich Bechert sein Team u.a. mit dem Philipp-Moris-Forschungspreis und dem ersten Bionik-Preis der GTTB geehrt.
Wir verneigen uns in Respekt vor dem Menschen und Wissenschaftler Dietrich Bechert.
Seiner Familie gilt unser tiefes Mitgefühl.

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Presse // 3. December 2004

Bionik in der taz

Der Wissenschaftsteil der heutigen tageszeitung hat die Bionik zum Thema. Berichtet wird u. a. über einige bionische Umsetzungen. Ergänzend zeigt die Bundesforschungsministerin Frau Edelgard Bulmahn in einem Interview die Perspektiven der Bionik auf.

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Presse // 26. November 2004

Flipper mit Prothese

Reifenhersteller hilft Delfin mit künstlicher Flosse.

Der japanische Reifenhersteller Bridgestone hat eine künstliche Flosse für einen Delfin angefertigt. Der Meeressäuger hatte seine Schwanzflosse wegen einer Krankheit verloren und konnte zuletzt kaum noch schwimmen. Laut Bridgestone ist dies die erste erfolgreiche Entwicklung einer künstlichen Delfinflosse.

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Presse // 19. November 2004

Dinos mit schußsicherer Weste

Manche Dinosaurier verfügten über einen harten Knochenpanzer, ähnlich wie heute Krokodile oder Schildkröten – vermutlich, um sich vor Feinden zu schützen. Der Aufbau dieser Rüstungen scheint teilweise sehr viel komplizierter zu sein als bislang angenommen. Paläontologen der Universität Bonn haben jetzt nachgewiesen, dass einige Panzer modernen Verbundwerkstoffen ähneln, wie sie beispielsweise in schusssicheren Westen eingesetzt werden. Andere Saurier hatten ihren ”Schutzanzug” sogar noch weiter perfektioniert: Ihre Panzer waren erheblich dünner und leichter – bei vermutlich ähnlicher Stabilität.

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Forschung // 2. November 2004

Wie bei Fliegenfüßen

Den perfekten Reifen gibt es nicht. Optimale Haftung widerspricht zum Beispiel einem möglichst geringen Rollwiderstand. Weniger Grip verlängert jedoch den Bremsweg. Dafür steigt mit schwindendem Profil die Aquaplaninggefahr. Verwirrend? Gewiss! Gut, dass Autoreifen wissenschaftlich erforscht werden.

Jeder Autoentwickler gibt es zu: Der tollste Schlitten mit dem stärksten Motor und dem besten Fahrwerk bringt weder Fahrspaß noch Fahrleistungen, wenn es an den Reifen hapert. Die Behauptung klingt plausibel, im allgemeinen Bewusstsein ist sie jedoch nicht. Weil Reifen integraler Bestandteil jeden Autos sind, wird über sie oft gar nicht groß nachgedacht. Es gibt allerdings Ausnahmen: Reifenentwickler oder Fahrwerksingenieure oder Formel-1-Fahrer zum Beispiel denken ständig über Reifen nach. Außerdem auch Bo Persson, Doktor der Theoretischen Physik am Institut für Festkörperforschung des Forschungszentrums Jülich. Der Schwede erforscht zum Beispiel, was Formel-1-Reifen und Fliegenfüße gemeinsam haben.

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Presse // 27. October 2004

Tonstudio im Taubenhals

Die Vögel haben einbaute akustische Filter, die es ihnen ermöglichen, viele Obertöne aus ihrem Gurren zu entfernen.

Lachtauben haben ein kleines Tonstudio in ihrem Inneren: Sie nutzen Luft- und Speiseröhre als akustische Filter und können so aus einem breiten Tonspektrum einzelne, nahezu reine Sinustöne erzeugen. Über ihre Einblicke ins Innere der Tauben berichtet ein internationales Forscherteam im Fachmagazin Journal of Experimental Biology (Bd. 207, S. 4025).

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Presse // 21. October 2004

Weniger ist mehr: Vierflügelige Vögel waren Auslaufmodell

Fossilfund zeigt: Federn an den Beinen konnten sich im Lauf der Zeit nicht durchsetzen.

Ein neuer Fossilfund untermauert die bisher umstrittene Theorie, dass die ersten Vögel noch vier Flügel hatten und sich erst später zu gewandten Fliegern mit zwei Flügeln entwickelt haben. Zwei chinesische Paläontologen entdeckten an den Beinen eines im Nordosten Chinas gefundenen, mehr als 124 Millionen Jahre alten Vogelskeletts lange Federn. Das Fossil beschreiben Fucheng Zhang und Zhonghe Zhou von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in Peking in der Fachzeitschrift Nature (Bd. 431, S. 925).

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Forschung // 21. October 2004

Froschkleber heilt gerissene Knorpel

Eine klebrige Substanz, die von Drüsen auf dem Rücken einer wenig bekannten Art Australischer Frösche abgesondert wird, wurde erfolgreich zur Wiederherstellung von gerissenen Knorpeln in den Knien von Schafen eingesetzt. Der Frosch-Klebstoff wurde von Wissenschaftern der University of Adelaide http://www.adelaide.edu.au/ zur Behandlung von schwierigen Knieverletzungen beim Menschen sowie einer Reihe anderer Anwendungsbereiche entwickelt. Entdeckt wurde der Klebstoff von dem Wissenschafter Mike Tyler. Der ungiftige Klebstoff wird innerhalb von Sekunden hart und klebt sogar im feuchten Lebensraum der Frösche.

Für den Versuch mit den Schafen brachte George Murrell von der University of New South Wales http://www.unsw.edu.au/Risse in den Knieknorpel von zehn Schafen an, behandelte die Tiere mit dem Frosch-Klebstoff und stellte die Verbindungsstücke wieder her. Nach zehn Wochen untersuchten Tyler und Murrell die Schafe. Der Klebstoff hatte die Bruchstücke zusammengehalten und Collagen hatte die entstandene Lücke geschlossen. Die Wissenschafter haben nachgewiesen, dass der Klebstoff auch bei Plastik, Holz, Glas, Metall und Teflon funktioniert. Das Team um John Ramshaw von der Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation http://www.csiro.au/hat ein neues Protein als entscheidende Komponente des Klebers identifiziert. Derzeit wird eine gentechnisch hergestellte Variante dieses Proteins entwickelt.

Die Art der Gattung Notaden lebt neun Monate des Jahres rund einen Meter unter der Erdoberfläche in getrocknetem Schlamm. An die Oberfläche kommt er nur bei starken Regenfällen. Bei dieser Gelegenheit ist er für Insektenstiche anfällig und sondert den Klebstoff ab. Damit werden die Kiefer der Angreifer blockiert, sie bleiben an den Fröschen kleben, die sie später fressen. Die Wissenschafter gehen laut NewScientist davon aus, dass der Frosch-Klebstoff die bestehende Nachfrage nach starken und flexiblen medizinischen Klebern decken könnte. Synthetische Kleber wie Cyanacrylat sind sehr stark, können aber giftig und spröde sein. Biologische Kleber, die auf Fibrin basieren, sind für die Fixierung von stark beanspruchten Körperteilen wie verletzten Knorpel im Meniskusbereich zu schwach.

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Forschung // 13. October 2004

Norweger baut Mini-Hubschrauber

Der norwegische Tüftler Petter Muren entwickelt flugfähige Mini-Hubschrauber. Seine kleinste Kreation hat einen Rotordurchmesser von 85 mm und wiegt nur 2,7 g. Mehr Infos und viele Videos sind auf seiner Homepage zu finden.

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Forschung // 8. October 2004

Strom aus Spinat und Bakterien

Solarzellen, die mit Hilfe photosynthetischer Proteine aus Spinat und aus dem Bakterium Rhodobacter sphaeroides Licht in elektrische Energie umwandeln, haben Forscher um Prof. Baldo, Cambridge konstruiert.
Um die Proteine zu stabilisieren, betteten sie sie in synthetische Peptide ein, die sich selbständig zu einer der Zellmembran ähnelnden Struktur angeordnet hatten. Diese Membran brachten sie auf einen dünnen, mit Indium-Zinnoxid beschichteten Glasträger auf. Bestrahlten sie die Solarzelle mit Licht einer bestimmten Wellenlänge, absorbierten die photosynthetischen Proteine Photonen und setzten Elektronen frei, die durch einen Halbleiter zu einer Silberelektrode wanderten und somit einen Ministromkreis schlossen.

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