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Kreidetafel "Bionik", Quelle: Pixabay

Seit dem Wintersemester 2015/2016 bietet die Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes (htw saar) das Fernstudium Konstruktionsbionik an. Der 6-semestriege Aufbaustudiengang folgt einem Blended-Learning-Konzept, wobei sich Selbstlernphasen mit Präsenzphasen abwechseln.
Das Zusatzstudium soll dazu beitragen, dass Produkte und Prozesse mit Hilfe bionischer Ansätze effektiver werden und Ressourcen schonen. Beispiele für solche Produkte sind Winglets an Flugzugtragflächen, die den Treibstoffverbrauch senken oder Leichtbauteile, die sich an Baumstrukturen orientieren. Ziel ist es, dass Produktentwickler gemeinsam mit Biologen an neuen Lösungen arbeiten, die von der Natur inspiriert werden. ...weiterlesen "Fernstudium Konstruktionsbionik"

Lotus-Effekt auf einem Blatt ©Martina Rüter

Der Lotus-Effekt ist als Selbstreinigungseffekt von Pflanzen – insbesondere der Lotus-Pflanze – bekannt. Die Blattoberfläche ist so konstruiert, dass Regen in Form von Wassertropfen über das Blatt läuft und so Schmutzpartikel abwäscht. Der Lotus-Effekt ist also ein Mechanismus, der auf die speziellen Eigenschaften von Wasser (H2O) abgestimmt ist und der erfolgreich auf Industrie-Produkte übertragen wurde. Doch was ist mit anderen Flüssigkeiten? Wasser wäscht beispielsweise keine Ölverschmutzungen von Oberflächen ab, da Wasser und Öl sich nicht mischen. ...weiterlesen "Lotus-Effekt 2.0"

Lotusblüte - Quelle: Pixabay
Lotusblüte - Quelle: Pixabay

Wissenschaftler suchen nach weiteren Möglichkeiten und Techniken, um den Lotus-Effekt weiter zu verbessern. Die wasser- und schmutzabweisenden Oberflächen sollen widerstandsfähiger und langlebiger werden. Durch den Einsatz von Nano-Technologie lässt sich der Lotus-Effekt verstärken. Das Ergebnis sind superhydrophobe Materialien. ...weiterlesen "Superhydrophobe Materialien mit Nano-Technologie"

Ideen, Erfindungen, Patente - Quelle: Pixabay
Ideen, Erfindungen, Patente - Viele Anregungen stammen aus der Natur | Quelle: Pixabay

Zahlreiche innovative Produkte wurden von der Natur inspiriert, doch die Unternehmen kommunizieren dies nicht. Der Grund für die versteckte biologische Herkunft einiger Produkte liegt wahrscheinlich im Patentrecht. Denn hier gilt, was die Natur schon erfunden hat, ist lediglich eine Nacherfindung und hat einen geringen Stellenwert bei der Patentanmeldung. So verfügen viele moderne Kraftfahrzeuge über Achsschenkel oder Motoraufhängungen, die mit Hilfe der Evolutionsstrategie konstruiert und optimiert wurden, ohne, dass hierauf explizit hingewiesen wird. Die Evolutionsstrategie fußt auf der Frage, wie die Natur selbst zu ihren Konstruktionen kommt. Die Antwort heißt: Evolution. Warum nicht davon lernen, wie die Natur selbst arbeitet? Die drei Prinzipien der evolutionären Entwicklung sind: Mutation, Rekombination und Selektion. Wendet man diese drei Prinzipien auf technische Konstruktionen an, so arbeitet man nach der Evolutionsstrategie. Hierbei helfen Computersimulationen, bei denen einzelne Parameter verändert werden. Wird das Ergebnis zum Positiven hin verändert, so wird auf dieser Basis fortgefahren; wird es hingegen schlechter, so wird es verworfen. Auf diese Weise errechnet der Computer innerhalb kürzester Zeit beispielsweise die ideale Form, welche die vorgegebenen Belastungen mit dem geringstmöglichen Materialaufwand abfängt. ...weiterlesen "In welchen Produkten steckt Bionik?"

Lotus-Effekt - Quelle: Pixabay
Lotus-Effekt - Quelle: Pixabay

Der Selbstreinigungseffekt bei Pflanzen ist schon seit längerem bekannt. Entdeckt wurde er bei an der Lotuspflanze und deshalb Lotus-Effekt genannt.
Der Lotus wächst in Mitten von schlammigem Untergrund und ist trotz der dreckigen Umgebung stets sauber und rein – weshalb er in östlichen Ländern für Schönheit und Reinheit steht. Doch wie macht die Pflanze das? Ganz einfach: der Regen bildet Tropfen auf den Blüten und Blättern des Lotus. Die Regentropfen laufen über das Blatt und waschen sämtlichen Schmutz ab.
Das dahintersteckende Funktionsprinzip lautet: "Rau gleich sauber".
Denn die Blätter des Lotus und auch anderer Pflanzen mit Selbstreinigungseffekt, wie zum Beispiel die Blätter des Kohlrabis, sind auf ihrer Oberflächen nicht glatt – wie man vermuten könnten – sondern sie besitzen mikroskopisch kleine Wachshügel. Die Abmessungen der Wachsschicht bewegen sich im Nanometerbereich und die Wachsstrukturen sind erst unter hochauflösenden Rasterelektronenmikroskopen sichtbar. Dadurch dass nun die Blattoberfläche nicht glatt ist, sondern „hügelig“ zwingt es die Wassertropfen in Kugelform, was die energetisch günstigste Form ist. Die Regentropfen berühren die Wachsgebilde nur an den Spitzen, weshalb sie mit der Oberfläche nur eine geringe Kontaktfläche besitzen und deshalb nicht auf dem Blatt haften bleiben, sondern darüber rollen. Überrollt ein Wassertropfen nun eine Schmutzpartikel, so haftet dieser recht gut an dem Wassertropfen, weshalb er von dem Tropfen aufgesogen und mitgenommen wird. Dieser physikalische Trick ist das Funktionsprinzip des Selbstreinigungseffektes. ...weiterlesen "Optimierter Lotus-Effekt"